【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，特别涉及一种在硅氧烷主链中引入酯基增强与织物的相亲性与吸附性的方法。
技术介绍
1、目前，市面上流通的氨基硅油及改性氨基硅油，如氨乙基氨丙基二甲基硅氧烷，是纺织工业广泛应用的一种柔软剂，主链为二甲基硅氧烷链段，侧链氨乙基氨丙基具有较强的吸附性将二甲基硅氧烷链段锚定在纤维表面，从而赋予织物柔软、平滑、弹挺、抗皱等功能。且对人体友好，因而深受欢迎。但处理过的织物呈现出疏水性、降低了织物的吸湿性和穿着舒适感，并且易黄变、难乳化，其对高电解质、高温、高剪切力比较敏感，相容性较差等问题，现已逐渐被各种嵌段硅油替代。
2、嵌段硅油的合成工艺通常以异丙醇、乙二醇单丁醚等做溶剂，利用环氧基硅油与氨基聚醚进行三元共聚反应制得。该方法的特点是反应速度快、反应温度低、原料转化率高、适应不同分子量的环氧硅油与不同结构氨基聚醚的反应，能够制备出各种风格的嵌段硅油。
3、但由于异丙醇闪点低，为了满足松、软、滑、弹风格，嵌段硅油在制备过程中溶剂占比高达30-50%，生产、储存和运输过程存在易燃易爆风险，而且溶剂在后整理过程中无法赋予织物手感，只起助乳化和分散作用。加上近年来环保要求不断提高、有机硅行业持续低迷等因素，降本增效，提高嵌段硅油有效含量，降低成本具有重要的研究意义。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种新型的丙烯酸酯改性低溶剂嵌段硅油的合成方法，包含以下步骤：
2、（1）先向反应釜中加入四甲基环四硅氧
3、（2）依次向反应釜中加入二甲基硅氧烷混合环体、丙烯酸酯改性中间体、氨基双封头和催化剂进行平衡聚合反应，反应完成后中和，真空脱低得到丙烯酸酯改性α，ω-双氨基硅油；
4、（3）向丙烯酸酯改性α,ω-双氨基硅油中加入双端环氧聚醚溶液，进行反应后减压蒸馏得到丙烯酸酯改性嵌段硅油。
5、所述步骤（1）中，丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯中的任意一种或多种；四甲基环四硅氧烷与丙烯酸酯的摩尔比为1∶3.98-4.01。
6、所述保温反应是在80-85℃保温反应2-4h，然后再在60-80℃在釜中放置过夜。
7、所述步骤（2）中，氨基双封头为双端带有氨基的硅氧烷偶联剂，包括线性二元胺和环氧双封头胺化制得的产物、h2nch2ch2ch2(ch3)2siosi(ch3)2ch2ch2ch2ch3nh2、(ch3)2nch2ch2ch2(ch3)2siosi(ch3)2ch2ch2ch2ch3n(ch3)2中的任意一种；
8、所述的线性二元胺和环氧双封头胺化过程，所述线性二元胺为ed200、ed400、ed600、d200、d400、乙二胺、己二胺、羟乙基乙二胺、四甲基己二胺中的任意一种；环氧双封头与线性二元胺摩尔比1∶1.9-2.0，在氮气氛围下将环氧双封头加入二元胺中，80-100℃搅拌反应10-20h制得。
9、二甲基硅氧烷混合环体、丙烯酸酯改性中间体、氨基双封头和催化剂的添加量为30-50份、30-50份、1-4份、0.08-0.4份。
10、所述聚合温度为130-135℃，平衡聚合反应时间为2-3h。
11、为了提高手感整理剂的松软风格，作为优选，步骤（2）中二元胺与环氧双封头胺化优先选用ed200、ed400，dmc∶中间体∶氨基双封头∶双端环氧聚醚为70∶60∶15∶6，双端环氧聚醚分子量600；为了提高整理剂的亲水性，步骤（2）中的胺优先选用(ch3)2nch2ch2ch2(ch3)2siosi(ch3)2ch2ch2ch2ch3n(ch3)2，dmc∶中间体∶氨基双封头∶双端环氧聚醚为60∶50∶2.5∶5，双端环氧聚醚分子量1500；为了增加滑爽风格， 步骤（2）中的胺优先选用d600、d900，dmc∶中间体∶氨基双封头∶双端环氧聚醚为80∶60-100∶8-12∶6，双端环氧聚醚分子量600。
12、所述步骤（3）中，双端环氧聚醚为双端带有环氧基团的聚醚环氧，在异丙醇做溶剂条件下，使丙烯酸酯改性α,ω-双端氨基硅油与双端环氧聚醚进行三元共聚反应，控制反应体系中环氧基团与氨基摩尔比为1∶1.5-1.8；在80-120℃的条件下保温反应10-20h。
13、在制备亲水硅油时，丙烯酸酯改性α,ω-双端氨基硅油需在异丙醇溶剂中进行季胺化处理，将叔氨基阳离子化，随后与双端环氧聚醚在异丙醇做溶剂条件下进行三元共聚，所述季铵化是将丙烯酸酯改性α,ω-双端氨基硅油分散在异丙醇中，用甲酸、乙酸、丙酸等有机酸将叔氨基进行阳离子化，得到季铵化的丙烯酸酯改性α,ω-双端氨基硅油。
14、反应完成后，将反应物料降温至70-75℃，将连接反应釜的受器抽真空至-95kpa以上，采用减压蒸馏快速脱异丙醇，将原油固含量浓缩至85%以上。减压蒸馏脱出异丙醇后，为了方便后续乳化成整理剂打样对比以及产品更佳稳定，还需保留10%左右的异丙醇在嵌段硅油体系中，在一些实施例中，当嵌段硅油粘度较大时，还需加入乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚等同系物溶剂降低嵌段硅油的粘度。
15、作为优选，反应完成后蒸出异丙醇加入的溶剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚。所述乙二醇单丁醚溶剂的加入量为嵌段硅油固含量的10-20%。特别说明：下游客户如：染厂、织物后整理厂等，在嵌段硅油乳化前可再加10-20%的乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚搅拌均匀后再乳化，能进一步提高织物手感风格。
16、本专利技术所述的双端环氧聚醚结构式如下：。
17、本专利技术提供一种织物手感整理剂，由上述的方法制备得到的丙烯酸酯改性嵌段硅油经乳化制得。
18、所述乳化包括以下步骤：在丙烯酸酯改性嵌段硅油中加入乳化剂和冰醋酸，控制油乳比3:1-9:1，冰醋酸占丙烯酸酯改性嵌段硅油2-3%，进行乳化形成透明到半透明均质乳液，即得到织物手感整理剂。
19、通过在硅氧烷主链中引入酯基，增强了与织物的相亲性，特别是聚酯织物，经过整理剂整理和高温烘焙，硅氧烷主链中的丙烯酸酯与聚酯纤维发生相似相融，嵌入聚酯纤维内部，从而将整理剂锚定在织物表面，赋予织物丰富的手感。
20、所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
21、作为优选，所述乳化剂为聚氧乙烯单元数5-40脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚中的两种或多种。
22、本专利技术具有以下有益效果：
23、本专利技术利用异丙醇做溶剂，具有反应速率快、原料转化率高，能够合成各种不同应用性能的嵌段硅油，反应完成后通过减压蒸馏可在较低温度下将异丙醇快速脱出，避免高温氨基发黄或交联。本专利技术制得的嵌段硅油含量高、闪点高，提高了储存和运输的安全性。通过硅氢加成在硅氧烷链段中引入酯基，在后整理高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯中的任意一种或多种；四甲基环四硅氧烷与丙烯酸酯的摩尔比为1∶3.98-4.01。
3.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的氨基双封头为双端带有氨基的硅氧烷偶联剂，包括线性二元胺和环氧双封头胺化制得的产物、H2NCH2CH2CH2(CH3)2SiOSi(CH3)2CH2CH2CH2CH3NH2、(CH3)2NCH2CH2CH2(CH3)2SiOSi(CH3)2CH2CH2CH2CH3N(CH3)2中的任意一种；
4.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中二甲基硅氧烷混合环体、中间体、氨基双封头和催化剂的添加量为50-100份、50-100份、1-20份、0.08-0.4份。
5.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于
6.如权利要求5所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，在制备亲水硅油时，丙烯酸酯改性α,ω-双端氨基硅油需在异丙醇溶剂中进行季胺化处理，将叔氨基阳离子化，随后与双端环氧聚醚在异丙醇做溶剂条件下进行三元共聚，所述季铵化是将丙烯酸酯改性α,ω-双端氨基硅油分散在异丙醇中，用甲酸、乙酸、丙酸等有机酸将叔氨基进行阳离子化，得到季铵化的丙烯酸酯改性α,ω-双端氨基硅油。
7.如权利要求5或6所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，反应完成后，将反应物料降温至70-75℃，将接受异丙醇的容器抽真空至-95kPa以上，采用减压蒸馏快速脱异丙醇，将原油固含量浓缩至85%以上；减压蒸馏脱出异丙醇后，为了方便后续乳化成整理剂打样，还需加入乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚等同系物溶剂降低嵌段硅油的粘度，乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚还有助乳化作用。所述乙二醇单丁醚溶剂的加入量为嵌段硅油固含量的10%以内。
8.一种织物手感整理剂，其特征在于，由如权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的丙烯酸酯改性嵌段硅油经乳化制得。
9.如权利要求8所述的织物手感整理剂，其特征在于，所述乳化包括以下步骤：在丙烯酸酯改性嵌段硅油中加入乳化剂和冰醋酸，控制油乳比3:1-9:1，冰醋酸占丙烯酸酯改性嵌段硅油2-3%，进行乳化形成透明到半透明均质乳液，即得到织物手感整理剂。
10.如权利要求9所述的织物手感整理剂，其特征在于，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯中的任意一种或多种；四甲基环四硅氧烷与丙烯酸酯的摩尔比为1∶3.98-4.01。
3.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的氨基双封头为双端带有氨基的硅氧烷偶联剂，包括线性二元胺和环氧双封头胺化制得的产物、h2nch2ch2ch2(ch3)2siosi(ch3)2ch2ch2ch2ch3nh2、(ch3)2nch2ch2ch2(ch3)2siosi(ch3)2ch2ch2ch2ch3n(ch3)2中的任意一种；
4.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中二甲基硅氧烷混合环体、中间体、氨基双封头和催化剂的添加量为50-100份、50-100份、1-20份、0.08-0.4份。
5.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，双端环氧聚醚为双端带有环氧基团的聚醚环氧，在异丙醇做溶剂条件下，使丙烯酸酯改性α,ω-双端氨基硅油与双端环氧聚醚进行三元共聚反应，控制反应体系中环氧基团与氨基摩尔比为1∶1.5-1.8；在80-120℃的条件下保温反应10-20h。
6.如权利要求5所述的丙烯酸酯改性嵌段硅油...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾红友，张保根，孙桂芳，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。