亲水型有机硅织物整理剂的制备制造技术

本发明专利技术叙述了在无溶剂条件下，使含氢聚硅氧烷（Ⅰ），含有不饱和键的聚氧代烷撑醚（Ⅱ）和含有双键的第三组分在铂类催化剂作用下进行催化加成聚合反应制备亲水型有机硅织物整理剂的方法以及该整理剂的特征和应用实例．例如，取１２５０克（Ⅰ），３０７７克（Ⅱ）和５７克甲基丙烯酸二甲基代胺基酯在反应器内加热搅拌，８０℃时加入适量氯铂酸催化剂，在９０℃再反应三小时，所得产物易溶于水，粘度４２００厘泊．收率＞９６％．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于用作亲水型织物整理剂的聚烷醚改性聚有机硅氧烷合成方法的研究。在织物的整理工艺上，用耐久压燙树脂(即DP树脂，下同)处理的织物由于手感太硬，必须进行柔软整理。所以，柔软剂在织物的后整理工艺上已被广泛的应用，其中有机硅羟乳的应用较普遍。目前通用的有机硅织物整理剂在本质上都是疏水的，它们抑制了织物的洗滌效果。在后整理过程中，有时出现不均匀现象，疏水性能阻碍了人体表面湿气的散发，使穿着者感到潮湿，闷热。很多产品乳液稳定性能差，特别是切变稳定性能差，在生产过程中常常出现破乳漂油现象，严重影响了织物后整理质量。随着合成纤维的发展，人们迫切要求找到一种既能克服一般有机硅织物整理剂所引起的上述缺陷，又能防止静电效应，使化纤织物具有优异的吸湿性，防污性，防皱性的亲水型有机硅织物整理剂。U.S.Pat4,184,004；E.P.32310中叙述了用含有不饱和键的聚氧代烷撑醚，含有双键的环氧化合物和含氢聚硅氧烷，在铂类催化剂的存在下，在甲苯溶液中进行加成聚合反应，制得具有亲水性能的有机硅三元聚合物。而制备含氢聚硅氧烷则采用通用的浓硫酸平衡法，使三甲硅氧基双封头的聚硅氧烷，八甲基环四硅氧烷(简称D4，下同)，三甲硅氧基双封头的聚含氢硅氧烷在浓硫酸作用下进行平衡反应。采用上述方法制备亲水型有机硅织物整理剂有以下缺点使用甲苯作溶剂，即增加脱溶剂的工艺流程和设备，影响产品的性能，污染环境，损害操作人员健康又不利于安全生产，制得的产物有些需借助乳化剂才能分散在水中。特公昭57-5417中叙述了使化纤织物具有亲水性能的聚烷醚改性聚有机硅氧烷水乳液的制备方法。它的做法是在水液中将结构式为MDmDn’M(其中M表示 D表示R2SiO；D’表示RHSiO；R表示CH3；m，n为大于零的整数。)的含氢聚硅氧烷，含有双键的聚氧代烷撑醚和含双键的第三组份在铂类催化剂存在下进行反应，然后加入乳化剂进行乳化，得到一种水乳液，而未能制得溶于水的，纯度为100％的产物。为了从根本上解决有机硅乳液经常出现的破乳漂油问题和克服某些合成纤维(如聚酯、尼龙等)及其织物由于疏水的本性所带来的静电效应。吸湿性能差，易起毛起球等缺陷，拟研制一种水溶性的，含有Si-C键结构。高纯度的亲水型有机硅织物整理剂。本专利技术是在无溶剂情况下，将含氢聚硅氧烷(I)、含有不饱和键的聚氧代烷撑醚(II)和一种含有双键的第三单体，在催化剂作用下，进行加成聚合反应。制得水溶性的聚烷醚改性聚有机硅氧烷(G)。I∶II为1∶0.7-1.1(摩尔比)第三单体以0.1-0.3(摩尔比)为宜。催化加成聚合反应是在一定温度下进行的，当温度低于80℃时，一般不发生加成聚合反应或反应很不完全，当反应温度超过100℃时，有出现凝胶的可能。反应终点可以从反应液的颜色变化加以判断，一般来说，当铂类催化剂加入后，反应液立即变成乳白色，并有放热现象，随着反应时间的延长，反应液颜色逐渐转变成淡黄色或棕褐色，反应时间一般需要3-6小时。本专利技术所用的催化剂，是常用的铂类催化剂如氯铂酸等。催化剂的用量必须适中，用量太多，产品成本提高，但用量太少则催化加成聚合反应进行得太慢，或者不能进行，一般以15-100PPm(以反应物总量计)为宜。本专利技术所用的含氢聚硅氧烷(I)的结构式为MDmDnM，式中M表示 D表示R2SiO；D’表示RHSiO；R表示一价烃类基团，m为50-100的整数，n为5-100的整数，m＞n。(I)的制法是将六甲基二硅氧烷、含氢聚硅氧烷(结构式为MDn’M)和D4等的混合物，在离子交换树脂或浓硫酸存在下，进行平衡反应制得。本专利技术所用的含有不饱和键的聚氧代烷撑醚(II)结构式为R’(OE)a(OP)bOR，其中R表示氢或一价烃类基团，R’表示碳原子数大于三的烯类基团，a和b分别为10-50的整数，a＞b。可用作第三单体的含有双键的化合物有1各种含有双键的硅烷，如乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷等；2丙烯酸环氧酯类，如丙烯酸环氧丙酯，甲基丙烯酸环氧丙酯(简称GMA)等；3丙烯酸胺基酯类，如甲基丙烯酸二甲基代胺基酯 (简称DMAEM)等。本专利技术制得的聚烷醚改性聚有机硅氧烷(G)可用以下的示意式表示MDxDy’DZ”M。其中M表示 D表示R2SiO；D’表示RR’SiO；D”表示RR”SiO；R为一价的烃类基团，如甲基，乙基等。R’系结构式为-CnH2n(OE)a(OP)bOR的聚氧代烷撑基团。(其中n是1～8的整数，a和b分别为10～50的整数，a＞b)。R”表示引进的第三取代基团，例如，甲基丙烯酸胺基酯类基团等。X为30～300的整数，Y为10～100的整数，Z为5～50的整数，X＞Y＞Z。用本专利技术的方法制得的聚烷醚改性聚有机硅氧烷(G)的粘度一般在2000-6000厘泊(在25℃时用超声波粘度计测定)。用本专利技术制得的亲水型有机硅化合物作织物整理剂，可按一定的配方浸泡化学纤维，根据不同的使用要求，一般按每100份纤维材料使用0.01-1份(重量)。可采用纺织印染后整理工艺上常用的任何一种方法对织物进行后整理。一般的过程是将织物先在含有本专利技术的亲水型有机硅织物整理剂的整理浴中浸轧，然后经过干燥，焙烘和其它后整理工艺，就可以使织物获得予期的处理效果。也可用其它的后整理方法(包括浸渍，喷涂和涂刷等)对织物进行后整理。适宜的后整理浴，除包括本专利技术的化合物外，还包括其它成份，例如二羟甲基二羟乙基乙烯脲树脂(简称2D树脂)，固化催化剂等，在整理浴中，本专利技术产物(G)的含量根据使用要求和经济效益等因素来确定，一般以每立升整理浴内含0.5-3克为宜。由于亲水型有机硅织物整理剂能溶于水，具有Si-C键结构，所以整理浴的切变稳定性好，经一年多在大型轧车运转未出现任何异常现象，从根本上解决了一般有机硅乳液经常出现的破乳漂油问题。亲水型有机硅织物整理剂以适宜的方式在织物材料上固化，根据织物材料的不同，可选用不同的固化温度，一般在100～180℃范围内，由于本专利技术的产物结构上含有多种反应活性基团(如羟基、环氧基、胺基等)，在固化时能和织物材料中的反应活性基团(如羟基、羧基、胺基等)反应形成新的化学键，从而提高整理效果的持久性，使经过整理的织物具有好的耐洗性和皂洗色牢度(一般皂洗色牢度可提高一级)。整理织物时，所采用的固化催化剂包括强酸形成的盐类，例如，硝酸锌、氯化鎂等，也可用一般有机硅织物整理剂常用的催化剂，如二月桂酸二丁基锡等。催化剂的用量一般是整理浴用量的0.01-10％。用本专利技术的化合物整理织物材料时，既可单独使用，也可和DP树脂等同浴整理。采用纺织印染厂通用的化纤织物后整理设备和浸轧→干燥→焙烘→定型等工艺，用G作织物整理剂，对不同织物进行整理使用的整理浴配方和后整理结果如下表。表1对低弹纯滌纶华达呢整理结果* *测试方法1吸湿性参照AATCC-39-19742弹性按印染棉布标准GB-411-332-78在YG541型织物折皱弹性仪上测试。3抗静电在YG342感应静电仪上测试。4手感感觉测试法，由几名熟练工作人员手摸样品后做出评价。I表面柔软，挺括，滑爽。II表面柔软，较挺括，不够滑爽。III 表面粗糙，发硬。**系指印染工厂通用配方整理。***G2系指第三单体为DMAEM的(G)作整理剂。由表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用作亲水型织物整理剂的聚烷醚改性聚有机硅氧烷三元聚合物的生产方法，它是由含氢聚硅氧烷，含不饱和键的聚氧烷撑醚在铂类催化剂存在下，加热进行三元共聚合反应，其特征是反应在无溶剂情况下进行，含氢聚硅氧烷的分子式为ＭＤ↓［ｍ］Ｄ↓［ｎ］↑［’］Ｍ，其中Ｍ＝Ｒ３ＳｉＯ↓［１／２］Ｄ＝Ｒ２ＳｉＯ，Ｄ’＝ＲＨＳｉＯ，Ｒ＝一价烃类基团，ｍ＝５０－２００的整数，ｎ＝５－５０的整数，不饱和聚氧代烷撑醚的分子式为Ｒ’（ＯＥ）ａ（ＰＯＰ）ｂＯＲ，式中Ｒ＝Ｈ、一价烃类基团，Ｒ’＝碳原子数大于三的烯类基团，ａ和ｂ分别为１０－５０的整数，ａ＞ｂ，第三单体为带双键的化合物。

【技术特征摘要】
1一种用作亲水型织物整理剂的聚烷醚改性聚有机硅氧烷三元聚合物的生产方法，它是由含氢聚硅氧烷，含不饱和键的聚氧烷撑醚在铂类催化剂存在下，加热进行三元共聚合反应，其特征是反应在无溶剂情况下进行。含氢聚硅氧烷的分子式为MDmDn’M，其中 D＝R2SiO，D’＝RHSiO，R＝一价烃类基团，m＝50-200的整数。n＝5-50的整数，不饱和聚氧代烷撑醚的分子式为R’(OE)a(OP)bOR，式中R＝H、一价烃类基团，R’＝碳原子数大于三的烯类基团。a和b分别为10-50的整数，a＞b。第三单体为带双键的化合物。2如权利要求1所述的生产方法，其特征在于第三单体用丙烯酸胺基酯类，如甲基丙烯酸二甲基胺基酯。3如权利要求1所述的生产方法，其特征是第三单体用丙烯酸环氧酯类，如甲基丙烯酸环...

【专利技术属性】
技术研发人员：万益中，陈惠娴，黄中宗，
申请(专利权)人：化学工业部晨光化工研究院一分院，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]