CN104761723B - 一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂 - Google Patents

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Abstract

一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,所述柔软剂是具有通式结构DnM的聚硅氧烷;其中,D=SiY2O2/2;M=QSiYO2/2;Y代表相同的或不同的选自如下的基团:具有1‑30个碳原子的烷基、芳基或烷芳基,优选甲基或苯基,特别优选甲基;Q代表相同的或不同的带有季铵盐官能团的有机基团。本发明具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,其侧链是带有季铵盐和(或)叔胺酸盐的聚硅氧烷,侧链的季铵盐和(或)叔胺酸盐具有固色功能,主链的聚硅氧烷是性能非常优异的柔软剂,该聚硅氧烷手感好,具有较好的干、湿摩擦牢度,皂洗牢度也较佳,配制成的组合物存放稳定。本发明提供了用于纺织物、非纺织物的具有固色性能的柔软剂。

Description

一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂
技术领域
本发明涉及一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂及其制备方法,属纺织助剂技术领域。
背景技术
为了使纺织品和衣物手感柔软、色彩鲜艳,需要在纺织品生产和衣物家庭日用洗涤过程中添加固色剂和柔软剂。在纺织品生产中,可以分别在固色工艺和柔软工艺实现两个功能;但在家庭日常衣物洗涤中,需要经过一次洗涤达到两个目的,所以具有固色性能的柔软剂应运而生。具有固色性能的柔软剂不仅可以应用到日常衣物洗涤配方中,还可以应用到纺织品生产中,使固色柔软工艺代替固色工艺和柔软工艺,从而达到高效节能的目的。
初期,市场上使用的是复合型固色柔软剂。董永春等(复合型固色柔软剂及其对棉织物的整理.董永春,徐学忠.天津工业大学学报.2002(21),4:12~16)采用阳离子型聚胺类固色剂和三种不同种类的柔软剂制备了复合型固色柔软剂,三种不同种类的柔软剂分别是非离子型聚硅氧烷类微乳液、非离子型聚乙烯乳液以及水性聚氨酯类化合物,用于棉织物的固色和柔软一浴整理,认为固色柔软剂中的柔软组分对固色组分的固色作用并没有产生很大影响。
在复合型固色柔软剂的基础上,又开发出集固色与柔软为一体的环保型印染助剂,其本身大分子量的聚合物及多官能团结构,将固色及柔软的组分嫁接在一起,避免了复合型混合物久置分层和组分不稳定等弊端。段新峰(固色柔软剂RF.印染,2007,22:37~40)研制出聚氨酯乳液,用于纯棉织物一浴固色和柔软整理,研究结果表明其具有较好的皂洗牢度和摩擦牢度,手感好,色变小,且节能节水。
各类聚硅氧烷以及它们的组合物作为纺织品柔软剂是公知的。韩富等(有机硅柔软剂.韩富,张高勇,王军.日用化学工业,2001(2):38~42)概述了有机硅(聚硅氧烷)在纺织品柔软剂整理方面的发展与现状。迈图(MOMENTIVE)公司在发明专利(WO2009134364)的技术背景中也介绍了全球聚硅氧烷柔软剂在各类纺织品中的应用。
基于现有技术的具有固色性能的柔软剂,其主链是聚氨酯结构,其缺点是柔软性能不佳,而聚硅氧烷柔软剂没有明确的固色性能。
发明内容
本发明的目的是,针对作为纺织品柔软剂的聚硅氧烷没有固色特性的缺陷,本发明提出一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂。
实现本发明的技术方案是,一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,所述柔软剂是具有通式结构DnM聚硅氧烷;
其中,D=SiY2O2/2;M=QSiYO2/2
Y代表相同的或不同的选自如下的基团:具有1-30个碳原子的烷基、芳基或烷芳基,优选甲基或苯基,特别优选甲基;
Q代表相同的或不同的带有季铵盐官能团的有机基团;
n是1~200,优选5~100,特别优选10~50。
所述Q基团是具有-R1-R2结构的基团,
所述R1优选代表选自如下的相同的或不同的二价基团:
-(CH2)X-,-(CH2)3-OCH2CH(OH)CH2-;
所述R1优选是:-(CH2)3-,-(CH2)3-OCH2CH(OH)CH2-;
所述R2优选如下相同的或不同的的基团:-N+R3R4R5A-
所述R3、R4、R5独立地代表氢或含有1-30个碳原子的一价带有官能团或取代基团的烷基;
所述A代表对季铵化的氨基团上的正电荷的相同或不同的抗衡离子,选自己知的现有技术上可接受的酸HA,如有机酸或无机酸的阴离子,特别优选地选自乙酸、L-羟基乳酸和芳香族羧酸的有机或无机的阴离子。
本发明提供以常规方式通过八甲基环四硅氧烷(D4)平衡来制备本发明的产品的一种方法,除了环状硅氧烷,为了能以一种控制的方式来设定平均改性度,α,ω-二-SiOH-官能团的硅氧烷也可以被添加进该平衡混合物。
本发明聚硅氧烷的制备方法包括以下步骤:
(1)用环氧烷氧基硅烷和仲胺反应,得到叔胺偶联剂,如果有叔胺偶联剂,可以省略本步骤,直接进行下一步;
(2)在常规条件下,使叔胺偶联剂与环状硅氧烷或羟基硅油达到平衡;作为平衡混合物,添加α,ω-二-SiOH-官能团的硅氧烷;
(3)季铵化得到相应的带有铵基的聚硅氧烷。
所述环氧烷氧基硅烷是环氧烷基二烷氧基硅烷,优选环氧烷基甲基二甲氧基硅烷,特别优选3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷;
所述叔胺偶联剂是叔胺烷基烷基二烷氧基硅烷,优选叔胺烷基甲基二甲氧基硅烷,特别优选二甲胺丙基甲基二甲氧基硅烷;
所述季铵化的试剂优选硫酸二烷基酯和卤代烷,特别优选硫酸二甲基酯、硫酸二乙酯、氯甲烷、3-氯-1,2-丙二醇。
本发明进一步提供了本发明的化合物作为用于纺织物、非纺织物和/或由天然和/或人造的原料组成的具有固色性能的柔软剂。
优选用作具有固色性能的柔软剂的化合物具有通式DnM,其中n=1-200。这类化合物不仅具有足够高的聚硅氧烷特性而产生舒适的手感,而且还具有一定分子量,可以在后续配制成稳定组合物使用。
根据本发明使用的具有通式DnM的化合物的组合物中含量是基于整个组合物在0.5-99重量%之间,优选在3-70重量%之间,特别优选在5-50重量%之间。
所述聚硅氧烷用于具有固色性能的柔软剂,所述柔软剂及含有柔软剂的配制物可作为印染助剂用于纺织行业,还可应用于日常衣物洗涤。所述配制物包含5-50重量%的所述聚硅氧烷。
本发明的有益效果是,本发明具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,其侧链是带有季铵盐和(或)叔胺酸盐的聚硅氧烷,侧链的季铵盐和(或)叔胺酸盐具有良好的固色功能,主链的聚硅氧烷是性能非常优异的柔软剂,该聚硅氧烷手感好,具有较好的干、湿摩擦牢度,皂洗牢度也较佳,配制成的组合物存放稳定。本发明提供了本发明的化合物作为用于纺织物、非纺织物和/或由天然和/或人造的原料组成的具有固色性能的柔软剂。
本发明适用于纺织物、非纺织物做具有固色性能的柔软剂。
具体实施方式
实施例1:
在2000ml的四口烧瓶中,将740g八甲基环四硅氧烷(D4)、76.4g(0.4mol)二甲胺丙基甲基二甲氧基硅烷和碱性催化剂进行混合并且加热搅拌,滴加7.2g水,加热到110℃保温3h,降温到78℃,加入222g异丙醇,滴加22g(0.2mol)3-氯-1,2-丙二醇,在78~80℃微沸反应2h,降温至50℃,加12g(0.2mol)醋酸,将该混合物在80℃蒸馏出异丙醇,得到混浊的高粘度的液体样品1,它由以下统计通式描述:
实施例2:
在2000ml的四口烧瓶中,将44g(0.2mol)3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、20g(0.2mol)甲基哌嗪常温混合均匀,避光隔绝空气反应24h,加入740g八甲基环四硅氧烷(D4)和碱性催化剂进行混合并且加热搅拌,滴加3.6g水,加热到110℃保温3h,降温到78℃,加入222g异丙醇,滴加25.2g(0.2mol)硫酸二甲酯,在78~80℃微沸反应2h,降温至50℃,加12g(0.2mol)醋酸,将该混合物在80℃蒸馏出异丙醇,得到混浊的高粘度的样品2,它由以下统计通式描述:
实施例3:
在2000ml的四口烧瓶中,将220g(1mol)3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、74g(1mol)二乙胺常温混合均匀,避光隔绝空气反应24h,加入740g线性体(WS-62M)和碱性催化剂进行混合并且加热搅拌,滴加18g水,加热到110℃保温3h,降温到78℃,加入222g异丙醇,滴加100.8g(0.8mol)硫酸二甲酯,在78~80℃微沸反应2h,降温至50℃,加12g(0.2mol)醋酸,将该混合物在80℃蒸馏出异丙醇,得到混浊的高粘度的样品3,它由以下统计通式描述:
组合物实施例:
将上面实施例获得的样品1~3乳化成相应组合物1~3。
分别将30重量%样品1、样品2、样品3放置于带有搅拌的分散器中,加入5重量%异构十三醇聚氧乙烯醚(聚合度5)、10重量%异构十三醇聚氧乙烯醚(聚合度7),搅拌均匀,缓慢将混合物用水补充至100重量%,分别得到组合物1~3。应用实施例:
30tex×37tex236根/10cm×433根/10cm的纯棉织物,经退浆、精练、漂白,分别经过活性红牌号EBS、活性翠蓝EBS、活性黄EBS染色,得到待评估布料;固色剂,HonesilTM FP-061,广州澳列澌新化工科技有限公司;柔软剂,HonesoftTM HS-15,广州澳列澌化工科技有限公司。
Y571L染色摩擦牢度仪(莱州市电子仪器有限公司),R-3实验室定型机(苏州丰易检测仪器有限公司)。
稳定性能测试,离心3000r/min×10min后,测其稳定性;皂洗牢度测试按GB/T3921-1977进行测试和评级;摩擦牢度按GB/T3920-1977进行测试和评级;手感采用触摸法测试和评级,共分为10个等级,10为优,1为差;色变测定,以未固色的织物为参照,对整理后色布的色光变化评级。
整理工艺:分别用组合物1~3、固色剂、柔软剂,用量50g/L,一浸一轧,焙烘温度130℃×2min,处理评估布料,所得结果如下表1~4。
表1本发明组合物1~3外观和稳定性能
表2本发明组合物和专用固色剂、柔软剂在活性红染色布料上的应用对比
表3本发明组合物和专用固色剂、柔软剂在活性翠兰染色布料上的应用对比
表4本发明组合物和专用固色剂、柔软剂在活性黄染色布料上的应用对比
由表1~4可知,本发明实施例1~3配置的组合物1~3,外观都是透明带兰光乳液,稳定性能好,固色柔软应用中,能实现该聚硅氧烷手感好,具有较好的干、湿摩擦牢度,皂洗牢度也较佳。

Claims (5)

1.一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,所述柔软剂是具有通式结构DnM的聚硅氧烷;
其中,D=SiY2O2/2;M=QSiYO2/2
Y代表相同的或不同的选自如下的基团:具有1-30个碳原子的烷基、芳基或烷芳基;
Q代表相同的或不同的带有季铵盐官能团的有机基团;
n是1~200;
所述Q基团是具有-R1-R2结构的基团,
所述R1选自如下的相同的或不同的二价基团:
-(CH2)X-,-(CH2)3-OCH2CH(OH)CH2-;
所述R1选自:-(CH2)X-,-(CH2)3-OCH2CH(OH)CH2-;
所述R2选自如下相同的或不同的基团:-N+R3R4R5A-
所述R3、R4、R5独立地代表氢或含有1-30个碳原子的一价带有官能团或取代基团的烷基;
Q要同时含有叔胺·酸盐和季铵盐的结构;
所述A代表对季铵化的氨基团上的正电荷的相同或不同的抗衡离子,选自酸HA,包括有机酸或无机酸的阴离子。
2.根据权利要求1所述的一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,其特征在于,所述聚硅氧烷的制备方法包括以下步骤:
(1)用环氧烷氧基硅烷和仲胺反应,得到叔胺偶联剂,如果有叔胺偶联剂,可以省略本步骤,直接进行下一步;
(2)在常规条件下,使叔胺偶联剂与环状硅氧烷或羟基硅油达到平衡;作为平衡混合物,添加α,ω-二-SiOH-官能团的硅氧烷;
(3)季铵化得到相应的带有铵基的聚硅氧烷。
3.根据权利要求2所述的一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,其特征在于,
所述环氧烷氧基硅烷是环氧烷基二烷氧基硅烷;
所述叔胺偶联剂是叔胺烷基烷基二烷氧基硅烷;
所述季铵化的试剂优选硫酸二烷基酯和卤代烷。
4.根据权利要求1所述的一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,其特征在于,所述聚硅氧烷用于作具有固色性能的柔软剂,所述柔软剂及含有柔软剂的配制物可作为印染助剂用于纺织行业,还可应用于日常衣物洗涤。
5.根据权利要求4所述的一种具有固色性能的聚硅氧烷柔软剂,其特征在于,所述配制物包含5-50重量%的所述聚硅氧烷。
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