一种低黄变氨基硅油的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低黄变氨基硅油的制备方法，以聚硅氧烷线性体为起始原料，加入催化剂、硅烷偶联剂混合均匀，升温至50~90℃反应10~120min，然后加入低粘度羟基硅油，再升温至95~145℃，反应1~4h，最后得到具有低黄变特性的氨基硅油，整个制备过程均在氮气保护下进行。本发明专利技术提供的制备工艺，具有操作简单，节能，反应周期短等优点，适用于工业化生产；同时制备的氨基硅油产品，具有氨值分布均匀、低黄变、高透明度的特点，可用于个人护理用品的添加和纺织面料后处理中。织面料后处理中。

【技术实现步骤摘要】
一种低黄变氨基硅油的制备方法


[0001]本专利技术涉及化学分析
，具体为一种低黄变型氨基硅油的制备方法。

技术介绍

[0002]氨基硅油即氨基改性聚硅氧烷，是有机硅下游应用最广的产品之一，具有良好的吸附、浸润、铺展、成膜等性能，经其处理后能赋予布料和毛发柔软、爽滑的手感，因此被应用于纺织后整理、日化用品、皮革、造纸等诸多领域。
[0003]目前工业上常用的氨基硅油合成方法分为两种，一种是以二甲基硅氧烷线体或环体为原料，加入氨基偶联剂与催化剂后，进行本体聚合得到。另一种是将乳化剂溶于一定量的水中后，加入二甲基硅氧烷单体和偶联剂，经过高速搅拌均质后再加入催化剂升温反应得到氨基硅油乳液。其中通过乳液聚合法制备得到的氨基硅油中不可避免存在硅氧烷单体的残留，以其配置乳液进行实际应用时，一方面会影响手感，另一方面也容易在压轧过程中发生破乳形成硅斑造成损失。本体聚合法其工艺简单、反应过程各项指标容易观察和控制，适合进行连续化生产，目前国内生产多采用偶联剂直接与DMC反应的共聚合成法。由于该方法涉及硅氧烷环体的开环、偶联剂的缩聚及彼此共聚等多种机制，需要催化剂的用量更多，易造成反应体系中存在缩合出的醇类化合物，同时所得产品多为无均共聚物，产生的环体对环境有持续性危害，对原料的利用率低。
[0004]CN108676165A公开了一种氨基硅油原油的制备工艺，其通过分别将二甲基硅氧烷混合环体与封头剂在100～120℃、偶联剂与固体催化剂在70～90℃下两两进行预混得到预混物，随后在反应容器中将两种预混料混合进行缩聚，最后在140～160℃下减压蒸馏至质量趋于恒定得到氨基硅油。其获得的氨基硅油原料转化率高达93.55％，但是，该方法中需要对原料进行预混，同时缩聚反应过程长达12～20小时，其工艺步骤繁琐，周期长，能耗高，并不利于实际生产应用。
[0005]CN112280041A公开了一种有机硅环体含量低的氨基硅油的制备方法，将羟基封端的聚二甲基硅氧烷、具有硅烷氧基的氨基单体和低粘度甲基硅油在80～90℃的温度下进行搅拌混合；将水分两次加入搅拌混合的物料中进行水解1～2小时，通入氮气0.5～1.5小时排除水分和醇；向水解后的物料中加入碱性催化剂，在50～110℃的温度下进行聚合反应；最后升温140～150℃对反应物料进行脱低，得到低环体含量的氨基硅油。但是，其所用反应流程复杂，反应周期长，额外加入水促使氨基单体水解缩合造成氨基分布不均从而使得应用性能下降。
[0006]CN113087909A公开了一种氨基硅油及其制备方法，通过氨基硅烷偶联剂水解得到偶联剂水解物，接着在碱性催化剂的作用下，使八甲基环四硅氧烷开环并与加入的偶联剂水解物发生共聚反应，加入封端剂控制粘度，最后得到氨基硅油。其所用的制备方法一方面采用共聚反应进行，转化率偏低同时会有大量环体残留；另一方面通过分步法将偶联剂单独水解，偶联剂的水解物间可发生缩聚反应，进而降低了氨基的均匀分布程度。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种低黄变氨基硅油的制备方法，其能够解决现有技术中氨基硅油制备反应周期长、氨基分布不均、分子量分布宽、原油外观差等技术问题。
[0008]本专利技术的技术方案是，一种低黄变氨基硅油的制备方法，包括以下步骤：以聚硅氧烷线性体为起始原料，加入催化剂、硅烷偶联剂混合均匀，升温至50～90℃进行保温，然后加入低粘度羟基硅油，再升温至95～145℃进行反应，反应过程中维持负压环境持续脱除小分子，达到目标粘度后进行密闭中和，即得目标低黄变氨基硅油，整个制备过程均在氮气保护下进行。
[0009]进一步地，所述聚硅氧烷线性体为二甲基硅氧烷混合物经过环线分离后得到的两端为羟基的线性二甲基硅氧烷，环体所占比例为0.1～3％，优选0.1～1.5％。
[0010]进一步地，所述催化剂为氢氧化钾，氢氧化钠，氢氧化锂，氢氧化铯中的一种或几种。
[0011]进一步地，所述的硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷(FD
‑
552)，γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
554)，N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
602)，γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
892)，γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(FD
‑
1638)其中的一种或几种。
[0012]进一步地，所述低粘度羟基硅油粘度为20～200cps，有效成分占比为98.5～99.9％。
[0013]进一步地，聚硅氧烷线性体、催化剂、硅烷偶联剂和低粘度羟基硅油的质量比为100：0.005～0.015：1～80：900，优选比例为100：0.005～0.012：10～80：900。
[0014]进一步地，所用中和剂为冰醋酸、丙酸、碳酸、硅基磷酸酯(磷酸与硅氧烷反应制备的一类中和剂)中的一种或几种，中和所用摩尔比为1:1.02～1.5。
[0015]进一步优选地，第一次升温时，温度控制为60～80℃，保温时间为25～60min；第二次升温时，温度为100～125℃，时间为2～3h。
[0016]进一步地，脱低处理时，体系的真空度在
‑
0.04～
‑
0.1MPa，优选
‑
0.08～
‑
0.1MPa。
[0017]进一步地，整个制备过程均进行搅拌，搅拌速率为200r/min～800r/min。
[0018]进一步地，氮气通入速率为50～200ml/min。优选50～120ml/min。
[0019]采用上述方法，可以制备氨基硅油的结构式为：其中，R2，R3分别为
‑
CH3，
‑
OCH2CH3，
‑
OCH3，
‑
OH中的一种或几种，R1的结构为
‑
CH2CH2CH2NH2、
‑
CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2、
‑
CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2N(CH3)2、或者中的一种或几种；同时，R1结构中的氨基可以被伯胺，叔胺，仲胺，季铵盐和哌嗪所代替。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
1、本专利技术中通过将部分聚硅氧烷线性体与催化剂、氨基偶联剂预先反应，使得在较高的催化剂浓度下和较低的反应温度下，偶联剂中的烷氧基与聚硅氧烷线性体相结合，形成氨基封端的小分子链段，此时由于反应温度低，聚硅氧烷线性体中的硅羟基间基本不发生缩合。随后再加入低粘度羟基硅油升温反应，促使硅羟基间开始缩合，使得氨基均匀地分布在硅氧烷链段上。
[0021]2、本专利技术中采用低粘度羟基硅油作为扩链原料，通过真空脱除缩合产生的水促进硅羟基间的缩合来延伸聚硅氧烷链段，得到分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低黄变氨基硅油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以聚硅氧烷线性体为起始原料，加入催化剂、硅烷偶联剂混合均匀，氮气保护下进行反应，然后加入低粘度羟基硅油进行反应，反应过程中在负压环境下脱除小分子，再进行密闭中和，得到低黄变氨基硅油。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚硅氧烷线性体为两端羟基的线性二甲基硅氧烷，环体所占比例为0.1~2%。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂包括氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、四甲基氢氧化铵或硅醇盐中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂包括γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李书兵，孙刚，张保根，冯阳宁，史明慧，
申请(专利权)人：湖北兴瑞硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：