一种梳状结构亲水性氨基硅油.pdf

《一种梳状结构亲水性氨基硅油.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种梳状结构亲水性氨基硅油.pdf（9页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811174539.3 (22)申请日 2018.10.09 (71)申请人 浙江科峰新材料有限公司 地址 313299 浙江省湖州市德清县武康镇 伟业路107号 (72)发明人 高同洛章云菊陈永娇于莹 翁艳芳吴华沈俊杰 (74)专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 代理人 尉伟敏 (51)Int.Cl. C08G 77/46(2006.01) D06M 15/643(2006.01) (54)发明名称 一种梳状结构亲水性氨基硅油 (57)摘要 本发明涉及。

2、纺织后整理助剂技术领域， 公开 了一种梳状结构亲水性氨基硅油。 本发明的氨基 硅油侧链聚醚链段呈均匀的梳状分布， 且接入位 置在季铵盐上， 对聚硅氧烷链段的柔顺性影响较 小， 且不易被聚硅氧烷链段完全包覆， 能更加充 分发挥两者之间的协同作用， 提升硅油的亲水 性。 双季铵盐结构具有较强的阳离子性， 使其在 织物纤维具有上较好的定向吸附能力和成膜性。 本发明首先制得中间体叔胺基聚醚， 然后， 在有 机酸的催化下与端环氧硅油进行季铵化及聚合 反应， 制得具有规整梳状结构， 侧链聚醚基团均 匀分布的亲水性氨基硅油。 本发明所涉及的工艺 较为简单， 原料易得， 反应条件相对温和， 便于商 业化应用和。

3、产业化推广。 权利要求书2页 说明书6页 CN 109180949 A 2019.01.11 CN 109180949 A 1.一种梳状结构亲水性氨基硅油， 其特征在于： 所述氨基硅油的结构式为： 其中， R1为CH2CH3或CH2CH2CH3； R2为 R3为 a为540之间的整数， b为020之间的整数， a 为015之间的整数， b 为06之间的 整数， m为50500之间的整数， n为550之间的整数。 2.如权利要求1所述的一种梳状结构亲水性氨基硅油， 其特征在于： 所述氨基硅油是由 原料 A、 原料B、 原料C和原料D聚合而成的聚合物； 所述原料A为端含氢硅油， 其结构式为： 所 。

4、述 原 料 B 为 烯 丙 基 聚 氧 烷 基 环 氧 基 醚 ， 其 结 构 式 为 ： 所述原料C为烯丙基聚氧烷基环氧基 醚 或 者 烯 丙 基 缩 水 甘 油 醚 ，烯 丙 基 聚 氧 烷 基 环 氧 基 醚 的 结 构 式 为 ： 所述原料D的其结构式为： 3.如权利要求2所述的一种梳状结构亲水性氨基硅油， 其特征在于： 所述原料A的含氢 量为0.0140.04。 4.如权利要求2所述的一种梳状结构亲水性氨基硅油， 其特征在于： 所述原料B的分子 量为450550g/mol。 5.如权利要求2所述的一种梳状结构亲水性氨基硅油， 其特征在于： 所述原料C的分子 量为5001200g/mo。

5、l。 6.如权利要求2所述的一种梳状结构亲水性氨基硅油， 其特征在于： 所述原料A与原料B 的质量比为100:110。 7.如权利要求2所述的一种梳状结构亲水性氨基硅油， 其特征在于： 所述原料D与原料C 的物质的量比为1:11.05。 8.如权利要求2所述的一种梳状结构亲水性氨基硅油， 其特征在于： 所述原料B与原料D 权利要求书 1/2 页 2 CN 109180949 A 2 的物质的量比为2:0.951.05。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109180949 A 3 一种梳状结构亲水性氨基硅油 技术领域 0001 本发明涉及纺织后整理助剂技术领域， 尤其涉及一种梳状结构亲水性氨基。

6、硅油。 背景技术 0002 随着生活水平的提高， 人们对织物的穿着舒适性提出了更高的要求。 有机硅织物 后整理剂除了要满足柔软爽滑蓬松的手感外， 还要求整理后的织物具有一定的亲水性， 不 影响正常的吸湿排汗功能， 这对纺织品的价值提升尤为重要。 0003 在分子中引入亲水性聚醚链段或者对氨基进行季铵化改性， 是制备亲水性氨基硅 油的两种常用措施。 当对硅油的亲水性要求较高时， 需要将以上两种措施结合使用。 应该注 意的是， 季铵盐基团和聚醚基团在硅油分子中的分布显著影响整理后的手感。 在 “亲水性氨 基硅油的合成及其应用” ， 庄宝璐， 印染助剂， 第23卷第4期， 2006年4月一文中， 先。

7、制备侧链 带有环氧和聚醚基团的硅油， 然后在有机酸的催化下， 加入叔胺化合物， 从而引入季铵盐基 团。 虽然产物的亲水性较好， 但聚醚基团直接分布在聚硅氧烷链段上， 显著影响了聚硅氧烷 链段的柔顺性和成膜性， 导致整理后的手感较差。 为了平衡亲水性和手感， 需要对聚醚基团 和季铵盐基团的分布重新进行设计， 在满足亲水性要求的同时， 尽量减小聚醚基团对手感 的影响。 发明内容 0004 为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种亲水性优异， 手感较好的梳状结构亲 水性氨基硅油。 0005 本发明的具体技术方案为： 一种梳状结构亲水性氨基硅油， 所述氨基硅油的结构 式为： 其中， R1为CH2CH3。

8、或CH2CH2CH3； R2为 R3为 a为540之间的整数， b为020之间的整数， a 为015之间的整数， b 为06之间的 整数， m为50500之间的整数， n为550之间的整数。 0006 本发明的一种梳状结构亲水性氨基硅油的主链上均匀分布有柔性的支链， 其主链 上具有亲水性的聚醚链段和季铵盐基团， 能够保证氨基硅油具有较高的亲水性。 由于季铵 说明书 1/6 页 4 CN 109180949 A 4 盐基团和聚醚链段在硅油分子中的分布对整理后织物的手感具有显著的影响， 因此， 本发 明严格控制二者的位置和链段的长短， 以平衡整理后织物的亲水性、 白度和手感。 现有技术 中， 很难。

9、同时满足亲水性、 白度和手感的要求。 0007 本发明通过将不同长度的聚醚链段设计在主链和侧链上这样设计的好处是将聚 醚链段最大限度的分散在氨基硅油的分子链上， 使氨基硅油整个分子都具有良好的亲水 性。 本发明将主链上的聚醚链段设计在聚硅氧烷链段的两端， 并在聚醚链段和聚硅氧烷链 段之间设置短烷基链， 以避免聚醚链段直接与聚硅氧烷链段直接相连而导致的柔顺性和成 膜性差的缺点。 同时， 本发明将氨基硅油主链上的聚醚链段的长度进行了限定， 在保证其亲 水性的同时能够具有良好的手感和白度。 季铵盐基团能够提高织物的白度， 利用环氧基与 叔氨基反应， 将叔氨基转化成季铵盐基团， 提高整理后织物的耐变黄。

10、性。 0008 作为优选， 所述氨基硅油是由原料A、 原料B、 原料C和原料D聚合而成的聚合物。 所 述原料A为端含氢硅油， 其结构式为：所述原料B为烯丙基聚氧烷基 环氧基醚， 其结构式为：所述原料C为 烯丙基聚氧烷基环氧基醚或者烯丙基缩水甘油醚， 烯丙基聚氧烷基环氧基醚的结构式为： 所述原料D的其结构式为： 0009 本发明的氨基硅油分子中的侧链聚醚链段与季铵盐基团紧密相连， 不易被聚硅氧 烷链段完全包覆， 能更加充分发挥两者之间的协同作用， 提升硅油的亲水性； 其侧链聚醚链 段呈均匀的梳状分布， 且接入位置在季铵盐上， 对聚硅氧烷链段的柔顺性影响较小， 双季铵 盐结构具有较强的阳离子性， 。

11、使其在织物纤维具有上较好的定向吸附能力和成膜性。 同时， 本发明的氨基硅油的分子结构中的氨基大部分为季铵盐结构， 使得氨基硅油的耐变黄性和 耐阴离子稳定性均较好。 0010 本发明需要严格控制制备氨基硅油的各种原料的种类、 用量以及添加顺序。 本发 明人知晓， 在上述配方中， 大多数组分或许已经在现有技术中有公开作为亲水性硅油的原 料的， 但是本发明人想要强调的是， 本发明的创造性并不仅仅在于将各单一组分用作简单 的聚合反应， 而更是在于如何从现有技术茫茫原料中选取最为适合的组分， 并对其进行严 格的配比限定， 以制得具有目的结构的高分子聚合物， 从而使得氨基硅油的综合性能达到 最佳以满足需求。

12、。 这一过程需要付出大量的创造性劳动， 并非只需通过简单的有限次试验 即可获得。 0011 原因在于， 从成千上万种原料中选取具体的几种并限定最优配比， 获得这一成果 需要建立在大量的理论与实践基础上。 进一步地， 本发明团队在研发过程中发现， 氨基硅油 原料的选择以及各组分之间的配比设定， 与氨基硅油的综合性能之间的影响关系， 由于所 说明书 2/6 页 5 CN 109180949 A 5 要考量的氨基硅油的白度、 亲水性和手感很难平衡， 并非呈现出非常明显的规律性， 往往只 微调整某一种原料、 添加顺序或者配比参数， 就可能会对氨基硅油的某一性能产生具大影 响， 例如有时亲水性调好了， 。

13、但同时白度或手感却突然不符要求了。 因此本发明的研发是在 没有明显规律性导向、 具有一定 “盲目性” 的情况下进行的， 而又由于本发明对氨基硅油各 方面性能的要求均较高， 因此要想获取综合性能俱佳的氨基硅油， 对于普通本领域技术人 员来说， 绝非易事。 0012 作为优选， 所述原料A的含氢量为0.0140.04。 0013 作为优选， 原料B的分子量为450550g/mol。 0014 作为优选， 原料C的分子量为5001200g/mol。 0015 本发明中原料A端含氢硅油的含氢量的限定十分重要， 含氢量决定了氨基硅油中 聚硅氧烷链段的长度， 对氨基硅油整理后织物的手感具有很大的影响。 含。

14、氢量越高， 聚硅氧 烷链段的长度越短， 聚醚链段所占的比重越大， 制备的氨基硅油的亲水性越强， 然而用其整 理后的织物的手感越差。 相反， 含氢量越低， 制备的氨基硅油整理后的织物的手感越好， 然 而， 亲水性越差。 本发明对原料B烯丙基聚氧烷基环氧基醚和原料C烯丙基聚氧烷基环氧基 醚或者烯丙基缩水甘油醚的分子量分别进行了限定， 本发明的氨基硅油侧链的聚醚链段长 度更长， 能够在保证亲水性的同时增加主链的柔性， 有利于平衡氨基硅油整理后织物的手 感和亲水性。 利用本发明限定的原料， 可以得到亲水性和手感俱佳的氨基硅油。 0016 作为优选， 所述原料A与原料B的质量比为100:110。 001。

15、7 原料A与原料B的质量比为100:110时， 能够获得具有本发明目的结构的高分子 材料。 原料A与原料B的质量比对氨基硅油的分子结构具有很大的影响， 当原料B的量过少 时， 原料A反应不完全， 将无法得到含有目的结构的高分子。 0018 作为优选， 所述原料D与原料C的物质的量比为1:11.05。 0019 原料D与原料C的物质的量比为1:11.05， 原料C微过量， 能够保证最终得到的高 分子中具有均匀分布的支链， 同时能够保证支链的数量。 0020 作为优选， 所述原料B与原料D的物质的量比为2:0.951.05。 0021 在本发明的配比下， 能够得到具有合适分子量的高分子聚合物， 原。

16、料D的量过多或 过少都会导致封端， 将无法得到理想聚合度的高分子材料。 0022 与现有技术对比， 本发明的有益效果是： (1)本发明所述的梳状结构亲水性氨基硅油， 其侧链聚醚链段呈均匀的梳状分布， 且接 入位置在季铵盐上， 对聚硅氧烷链段的柔顺性影响较小， 双季铵盐结构具有较强的阳离子 性， 使其在织物纤维具有上较好的定向吸附能力和成膜性。 0023 (2)本发明所述的梳状结构亲水性氨基硅油， 其分子中的侧链聚醚链段与季铵盐 基团紧密相连， 不易被聚硅氧烷链段完全包覆， 能更加充分发挥两者之间的协同作用， 提升 硅油的亲水性。 0024 (3)本发明所述的梳状结构亲水性氨基硅油， 其氨基大部。

17、分为季铵盐结构， 硅油乳 液的耐阴离子稳定性和织物整理时的耐黄变性均较好。 0025 (4)综上所述， 本专利中公开的一种梳状结构亲水性氨基硅油具有规整的梳状结 构， 侧链聚醚基团均匀的分布在聚硅氧烷链段的两端， 与季铵盐相连。 这种结构不仅能够显 著提升硅油的亲水性， 并且将侧链聚醚对硅油手感的影响降到了很低的程度。 所述的工艺 说明书 3/6 页 6 CN 109180949 A 6 较为简单， 原料易得， 反应条件相对温和， 便于商业化应用和产业化推广。 具体实施方式 0026 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。 在本发明中所涉及的装置、 连接结构 和方法， 若无特指， 均为本领域公。

18、知的装置、 连接结构和方法。 0027 实施例1 一种梳状结构亲水性氨基硅油是由端含氢硅油、 烯丙基聚氧烷基环氧基醚、 N， N-二甲 基-N-丙基-1,3-丙二胺， 以及烯丙基缩水甘油醚聚合而成的聚合物， 其制备方法包括以下 步骤： (1)将100g含氢量为0.04的端含氢硅油、 4.55g烯丙基缩水甘油醚加入反应体系中， 搅拌升温至70， 加入0.02mL氯铂酸催化剂， 待温度稳定后， 继续反应8h， 制得中间产物1： 端环氧基硅油； (2)将2.88g N， N-二甲基-N-丙基-1,3-丙二胺， 10g分子量为500g/mol的烯丙基聚氧 烷基环氧基醚， 30g乙二醇叔丁基醚和50g异。

19、丙醇混合均匀， 升温至60， 反应8h， 制得中间 产物2： 叔胺基聚醚； (3)依次向中间产物2中加入2.4g冰醋酸和中间产物1， 搅拌均匀， 升温至80， 反应 10h， 制得氨基硅油。 0028 实施例2 一种梳状结构亲水性氨基硅油是由端含氢硅油、 N， N-二甲基-N-丙基-1,3-丙二胺， 以 及烯丙基聚氧烷基环氧基醚聚合而成的聚合物， 其制备方法包括以下步骤： (1)将100g含氢量为0.02的端含氢硅油、 10g烯丙基聚氧烷基环氧基醚、 25g异丙醇加 入反应体系中， 搅拌升温至75， 加入0.05mL氯铂酸催化剂， 待体系透明后， 继续反应8h， 制 得中间产物1： 端环氧基硅。

20、油； (2)将1.44g N， N-二甲基-N-丙基-1,3-丙二胺， 5g分子量为500g/mol的烯丙基聚氧烷 基环氧基醚， 53g乙二醇单丁醚混合均匀， 升温至60， 反应8h， 制得中间产物2： 叔胺基聚 醚； (3)依次向中间产物2中加入1.2g冰醋酸和中间产物1， 搅拌均匀， 升温至80， 反应 12h， 制得氨基硅油。 0029 实施例3 一种梳状结构亲水性氨基硅油是由端含氢硅油、 烯丙基聚氧烷基环氧基醚、 N， N-二甲 基-N-丙基-1,3-丙二胺， 以及烯丙基缩水甘油醚聚合而成的聚合物， 其制备方法包括以下 步骤： (1)将100g含氢量为0.014的端含氢硅油、 1.6g。

21、烯丙基缩水甘油醚加入反应体系中， 搅拌升温至80， 加入0.01mL氯铂酸催化剂， 待体系透明后， 继续反应8h， 制得中间产物1： 端环氧基硅油； (2)将1.01g N， N-二甲基-N-丙基-1,3-丙二胺， 8.4g分子量为1200g/mol的烯丙基聚 氧烷基环氧基醚， 74g乙二醇单丁醚混合均匀， 升温至60， 反应8h， 制得中间产物2： 叔胺基 聚醚； (3)依次向中间产物2中加入0.85g冰醋酸和中间产物1， 搅拌均匀， 升温至110， 反应 说明书 4/6 页 7 CN 109180949 A 7 12h， 制得氨基硅油。 0030 实施例4 一种梳状结构亲水性氨基硅油是由端。

22、含氢硅油、 N， N-二甲基-N-丙基-1,3-丙二胺， 以 及烯丙基聚氧烷基环氧基醚聚合而成的聚合物， 其制备方法包括以下步骤： (1)将100g含氢量为0.02的端含氢硅油、 10g烯丙基聚氧烷基环氧基醚、 23g异丙醇加 入反应体系中， 搅拌升温至75， 加入0.05mL氯铂酸催化剂， 待体系透明后， 继续反应8h， 制 得中间产物1： 端环氧基硅油； (2)将1.44g N， N-二甲基-N-丙基-1,3-丙二胺， 5g分子量为1200g/mol的烯丙基聚氧 烷基环氧基醚， 53g乙二醇单丁醚混合均匀， 升温至90， 反应6h， 制得中间产物2： 叔胺基聚 醚； (3)依次向中间产物2。

23、中加入1.2g冰醋酸和中间产物1， 搅拌均匀， 升温至120， 反应 8h， 制得氨基硅油。 0031 对比例 一种梳状结构亲水性氨基硅油的制备方法包括以下步骤： 将100g含氢量为0.05侧链含氢硅油、 2.28g烯丙基缩水甘油醚， 15g分子量为500g/ mol的烯丙基聚氧烷基环氧基醚， 25g异丙醇升温至70左右， 加入氯铂酸催化剂， 待体系透 明后继续保温8h； 然后加入4.26g十二叔胺和1.2g冰醋酸， 升温至80反应12h， 制得氨基硅 油。 0032 利用实施例14和对比例制得的氨基硅油进行性能测试。 测试方法为： 将实施例1 4和对比例制得的氨基硅油产品与少量非离子乳化剂搅。

24、拌均匀， 然后边搅拌边慢慢加水， 稀释成硅油含量为10wt的乳液， 最后用冰醋酸调pH至6左右， 制得整理剂。 用制得的整理 剂处理全棉针织布， 用量为30g/L， 一浸一轧(轧余率： 70)烘干定型(18090S)冷 却回潮性能评价。 0033 性能测试与比较： 手感： 采用多人手触评定法， 分为15级， 数值越大越柔软； 白 度： 通过白度仪测定， 与原布的差值越小， 说明耐黄变性越好； 亲水性： 用标准滴管滴一滴水 于织物表面， 观察水滴在织物表面完全润湿渗透所需要的时间， 时间越短， 说明亲水性越 好。 测试结果如表1所示 表1 样品序号手感级别白度亲水性 原布194.30.5s 实施。

25、例1485.62.4s 实施例2487.41.8s 实施例3589.33.1s 实施例4589.51.5s 对比例2.587.81.6s 由表1中数据可见， 本发明制得的氨基硅油能够显著改善原布的手感， 使原布触感柔 软， 同时整理后的织物具有一定的亲水性， 不影响正常的吸湿排汗功能， 平衡了整理后织物 的亲水性和白度与手感。 实施例4是本发明的最佳实施例， 与实施例13和对比例相比可 见， 原料和试剂种类的选择以及各组分之间的配比设定， 与氨基硅油综合性能之间的影响 说明书 5/6 页 8 CN 109180949 A 8 关系， 由于所要考量的氨基硅油性能之间难以平衡， 并非呈现出非常明显。

26、的规律性， 往往只 微调整某一种组分或者配比参数或添加顺序， 就可能会对氨基硅油的某一性能产生具大影 响， 例如有时手感和白度调好了， 但同时亲水性却突然不符要求了。 因此本发明的研发是在 没有明显规律性导向、 具有一定 “盲目性” 的情况下进行的， 而又由于本发明对氨基硅油各 方面性能的要求均较高， 因此要想获取综合性能俱佳的氨基硅油， 对于普通本领域技术人 员来说， 绝非易事。 0034 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例， 并非对本发明作任何限制， 凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 变更以及等效结构变换， 均仍属于本发明技 术方案的保护范围。 说明书 6/6 页 9 CN 109180949 A 9 。