有機硅乳液及其制備方法、及織物整理劑的制作方法
【專利摘要】本發明涉及紡織領域，具體涉及一種有機硅乳液的制備方法，其包括如下步驟：將強堿性催化劑的水溶液、八甲基環四硅氧烷線性體、氨型偶聯劑、以及封端劑混合并反應，得到氨基硅油；將所述氨基硅油與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯反應，得到改性氨基硅油；將所述改性氨基硅油加入到環氧氯丙烷中，進行季銨化處理。與現有技術相比，上述有機硅乳液的制備方法，采用邁克爾加成，提供了一種全新的有機硅乳液的制備方法，且有機硅乳液不需要乳化劑乳化，可自乳化。本發明還公開了一種有機硅乳液、及織物整理劑。
【專利說明】
有機硅乳液及其制備方法、及織物整理劑
技術領域
[0001] 本發明涉及紡織技術領域，特別是涉及一種有機硅乳液及其制備方法、及織物整 理劑。
【背景技術】
[0002] 有機硅油是一類性能優異的新型合成材料，兼具有機材料與無機材料的雙重特 性。由于其有多樣的物理化學特性，已成為紡織領域的一種重要助劑。由于有機硅油對環境 無毒害無污染，其又呈現為生理惰性。因而有機硅油是一種優良的生態型紡織品整理劑，有 機硅油已經成為各種高檔織物理想的整理劑的主要成分，并起著越來越重要的作用。
[0003] 但是，現有的有機硅油一般需要使用乳化劑才能乳化，不能自乳化，使用不便。
【發明內容】
[0004] 基于此，有必要針對現有的有機硅油不能自乳化的問題，提供一種能夠自乳化的 有機硅乳液的制備方法。
[0005] -種有機硅乳液的制備方法，包括如下步驟：
[0006] 將強堿性催化劑的水溶液、八甲基環四硅氧烷線性體、氨型偶聯劑、以及封端劑混 合均勻，在100-110°C溫度下，反應4-8小時，得到氨基硅油;其中，所述八甲基環四硅氧烷線 性體、所述氨型偶聯劑、所述封端劑以及所述強堿性催化劑的質量比為30~50:2~10:0.1 ~06:0·1~1;
[0007] 將所述氨基硅油與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溶液混合均勻，在20_30°C溫度下，反 應12-20小時，得到改性氨基硅油，其中，所述氨基硅油中的伯氨基與所述甲基丙烯酸二甲 氨基乙酯的摩爾比為1:1-1:1.15;
[0008] 將所述改性氨基硅油滴加到在55-75Γ的環氧氯丙烷溶液中，反應3-6小時，然后 升溫至80-90°C溫度，繼續反應1-2小時，得到季銨化的有機硅油，其中，所述環氧氯丙烷與 所述改性氨基硅油中的叔胺基的摩爾比為1: 〇. 8-1:1.2;
[0009] 將所述季銨化的有機硅油，在85°C下調節pH值調至5-7,然后加入去離子水并混合 均勻。
[0010] 與現有技術相比，上述有機硅乳液的制備方法，采用邁克爾加成，提供了一種全新 的有機硅乳液的制備方法，且得到的有機硅乳液性能優異，不需要乳化劑乳化，能夠自乳 化。
[0011] 在其中一個實施例中，所述氨型偶聯劑選自N-M氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧 基硅烷和γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種。
[0012] 在其中一個實施例中，所述封端劑選自六甲基二硅氧烷或五甲基二硅氧烷。
[0013] 在其中一個實施例中，所述強堿性催化劑為氫氧化鉀。
[0014] 在其中一個實施例中，所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溶液為甲基丙烯酸二甲氨基 乙酯的乙醇溶液。
[0015] 在其中一個實施例中，所述環氧氯丙烷溶液為環氧氯丙烷的乙醇溶液。
[0016] 在其中一個實施例中，在調節pH值的步驟中，調節pH值至6-7。
[0017] 在其中一個實施例中，所述加入去離子水并混合均勻的操作為:邊攪拌邊加入去 尚子水，待加完后繼續攬摔1小時。
[0018] 本發明還提供了一種有機硅乳液。
[0019 ] -種有機硅乳液，所述有機硅乳液中包括由I和II表示的結構單元組成的無規共 聚物：
[0020]
[0021 ]本發明的有機硅乳液，其中包括無規共聚物，其結構中既封閉氨基硅油中氨基上 的活潑氫，改善其泛黃程度;又引入了強親水基團，使其具有自乳化功能。該有機硅乳液帶 正電，能與纖維表面帶負電的基團結合，從而提高了其與織物結合力及織物的親水性。上述 有機硅乳液在水中，可形成含有羥基的氨烴基取代基，活性較強的羥基可與各類纖維和其 它聚合物交聯或共聚，從而可對織物產生持久的整理效果。上述有機硅乳液，因含有離子基 團，從而乳化性能優良，有機硅乳液粒徑較小，乳液非常穩定，不會發生漂油現象。
[0022]本發明還提供了一種織物整理劑。
[0023] 一種織物整理劑，其包括本發明所提供的有機硅乳液。
[0024]上述織物整理劑，由于采用本發明所提供的有機硅乳液，對于市場需求量大的深 色滌綸織物，特別是黑色的滌綸織物，增深效果顯著，同時該整理劑還可以提高織物的柔軟 性，且賦予織物一定的抗菌性，又能提升織物的抗起毛起球性能。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合【具體實施方式】，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發明， 并不用于限定本發明。
[0026] -種有機硅乳液的制備方法，包括如下步驟：
[0027] 將強堿性催化劑的水溶液、八甲基環四硅氧烷線性體、氨型偶聯劑、以及封端劑混 合均勻，在l〇〇-ll〇°C溫度下，反應4-8小時，得到氨基硅油;其中，所述八甲基環四硅氧烷線 性體、所述氨型偶聯劑、所述封端劑以及所述強堿性催化劑的質量比為30~50:2~10:0.1 ~06:0·1~1;
[0028]將所述氨基硅油與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溶液混合均勻，在20_30°C溫度下，反 應12-20小時，得到改性氨基硅油，其中，所述氨基硅油中的伯氨基與所述甲基丙烯酸二甲 氨基乙酯的摩爾比為1:1-1:1.15;
[0029]將所述改性氨基硅油滴加到在55-75Γ的環氧氯丙烷溶液中，反應3-6小時，然后 升溫至80-90°C溫度，繼續反應1-2小時，得到季銨化的有機硅油，其中，所述環氧氯丙烷與 所述改性氨基硅油中的叔胺基的摩爾比為1: 〇. 8-1:1.2;
[0030] 將所述季銨化的有機硅油，在85°C下調節pH值調至5-7,然后加入去離子水并混合 均勻。
[0031] 為了進一步提高合成的有機硅乳液的性能，本發明的水優選選用去離子水。這樣 可以減少水中雜質對有機硅乳液的影響。
[0032] 強堿性催化劑的水溶液為強堿性催化劑溶解在去離子水中，從而八甲基環四硅氧 烷線性體、氨型偶聯劑在氫氧根的作用下，發生陰離子聚合，得到氨基硅油。由于反應溫度 為100-110°C，因此，在反應結束后強堿性催化劑中水溶液中的去離子水可以揮發掉。
[0033] 強堿性催化劑的水溶液中去離子水的質量為上述八甲基環四硅氧烷線性體、氨型 偶聯劑以及強堿性催化劑的總質量的25-35%。
[0034] 優選地，氨型偶聯劑選自Ν-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氨丙 基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種。
[0035]優選地，封端劑選自六甲基二硅氧烷或五甲基二硅氧烷中的至少一種。當然可以 理解的是，封端劑還可以選用其它封端劑。
[0036]優選地，強堿性催化劑為氫氧化鉀。當然可以理解的是，強堿性催化劑還可以選用 氫氧化鈉、氫氧化鋰、亦或四甲基氫氧化胺。
[0037]其中，在氨基硅油的改性的步驟中，優選采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的乙醇溶 液。當然，可以理解的是，還可以采用不影響甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的的溶解度，且不影 響邁克爾反應即可。例如丙醇溶液。
[0038]其中，在季銨化處理的步驟中，優選采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的乙醇溶液。當 然，可以理解的是，并不局限于乙醇溶液，還可以采用其它溶液。
[0039] 優選地，在調節pH值的步驟中，調節pH值至6-7。
[0040] 具體地，加入去離子水并混合均勻的操作為:邊攪拌邊加入去離子水，待加完后繼 續攪拌1小時。
[0041] 與現有技術相比，上述有機硅乳液的制備方法，采用邁克爾加成，提供了一種全新 的有機硅乳液的制備方法，且得到的有機硅乳液性能優異。
[0042]本發明還提供了一種有機硅乳液。
[0043 ] -種有機硅乳液，所述有機硅乳液中包括由I和II表示的結構單元組成的無規共 聚物：
[0044]
[0045] 本發明的有機硅乳液，其中包括無規共聚物，其結構中既封閉氨基硅油中氨基上 的活潑氫，改善其泛黃程度;又引入了強親水基團，使其具有自乳化功能。該有機硅乳液帶 正電，能與纖維表面帶負電的基團結合，從而提高了其與織物結合力及織物的親水性。上述 有機硅乳液在水中，可形成含有羥基的氨烴基取代基，活性較強的羥基可與各類纖維和其 它聚合物交聯或共聚，從而可對織物產生持久的整理效果。上述有機硅乳液，因含有離子基 團，從而乳化性能優良，有機硅乳液粒徑較小，乳液非常穩定，不會發生漂油現象。
[0046]本發明還提供了一種織物整理劑。
[0047] 一種織物整理劑，其包括本發明所提供的有機硅乳液。
[0048] 優選地，織物整理劑除了含有上述有機硅乳液之外，還可以含有其它氨基硅油乳 液，也就是說，本發明所提供的有機硅乳液與其它氨基硅油乳液復配形成織物整理劑。當 然，可以理解的是，織物整理劑中的活性成分也可以只含有上述有機硅乳液，也即織物整理 劑中不含其它氨基硅油乳液。
[0049] 上述織物整理劑，由于采用本發明所提供的有機硅乳液，對于市場需求量大的深 色滌綸織物，特別是黑色的滌綸織物，增深效果顯著，同時該整理劑還可以提高織物的柔軟 性，且賦予織物一定的抗菌性，又能提升織物的抗起毛起球性能。
[0050] 以下結合具體實施例對本發明做進一步的闡述。
[0051 ] 實施例一
[0052] (1)氨基硅油的制備:將0.5g氫氧化鉀溶解在49g去離子水中，然后與45g八甲基環 四硅氧烷線性體、5.1g Ν-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、以及0.4g六甲基二硅 氧烷加入裝有攪拌器、回流冷凝管和溫度計的四口燒瓶中，攪拌混合均勻，然后升溫至100 °C，反應6小時，得到氨基硅油。
[0053] (2)氨基硅油的改性:將步驟（1)得到的氨基硅油，加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 的乙醇溶液中（其中氨基硅油的伯胺基與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩爾比為1:1)，攪拌 混合均勻后，升溫至25°C，反應15小時，得到改性氨基硅油。
[0054] (3)季銨化處理:將步驟（2)得到的改性氨基硅油，一邊攪拌一邊滴加到65 °C的環 氧氯丙烷的乙醇溶液中（其中環氧氯丙烷與改性氨基硅油中叔胺基的摩爾比為1:1)，并反 應4.5小時后，再升溫到85°C，繼續反應1.5小時。
[0055] (4)乳化:將步驟(3)得到季銨化的有機硅油，調節pH值調至6,水浴溫度85°C，邊攪 拌邊緩慢加入去離子水，持續攪拌1小時。
[0056]得到的有機硅乳液，記作A1。
[0057] 實施例二
[0058] 實施例二與實施例一基本相同，與實施例一所不同的是：八甲基環四硅氧烷線性 體的用量為35g，Ν-β-(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷的用量為8g，其它部分與實施 例一相同。
[0059]得到的有機硅乳液，記作A2。
[0060] 實施例三
[0061] 實施例三與實施例一基本相同，與實施例一所不同的是:八甲基環四硅氧烷線性 體的用量為50g，Ν-β-(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷的用量為4g，其它部分與實施 例一相同。
[0062] 得到的有機硅乳液，記作A3。
[0063] 實施例四
[0064] 實施例四與實施例一基本相同，與實施例一所不同的是:八甲基環四硅氧烷線性 體的用量為45g，N-0-(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷的用量為10g，其它部分與實 施例一相同。
[0065] 得到的有機硅乳液，記作A4。
[0066] 實施例五
[0067] 實施例五與實施例一基本相同，與實施例一所不同的是:八甲基環四硅氧烷線性 體的用量為50g，Ν-β-(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷的用量為2g，其它部分與實施 例一相同。
[0068]得到的有機硅乳液，記作A5。
[0069] 實施例六
[0070] 實施例六與實施例一基本相同，與實施例一所不同的是:六甲基二硅氧烷的用量 為〇. 2g，其它部分與實施例一相同。
[0071]得到的有機硅乳液，記作A6。
[0072]實施例七
[0073]實施例七與實施例一基本相同，與實施例一所不同的是:氫氧化鉀的用量為0.9g， 其它部分與實施例一相同。
[0074]得到的有機硅乳液，記作A7。
[0075] 性能測試
[0076] 將有機硅乳液A1-A7放置5個小時，觀察有機硅乳液A1-A7是否漂油，觀察結果見表 1〇
[0077]按同樣的8份黑色滌綸織物分別按照浴比為1:20加水后，再分別加入有機硅乳液 Al-A7(用量為黑色滌綸織物重量的5%)、添加普通有機硅乳液、以及不添加有機硅乳液(空 白樣），然后升溫到60°C運轉20min后，出缸，脫水，烘干，在120°C溫度的鼓風干燥箱干燥5分 鐘，在180°C溫度的鼓風干燥箱培烘40秒，取出后在桌面上放平，冷卻后回潮，通過 Datacolor測色儀測試，以及采用徐穆卿《印染試化驗》文獻、GB/T4802.3-2008、GB/T3921.1 ~5 - 2008和GB/T 8424.1~3 - 2001規定的方法進行檢測，結果見表1。
[0078]表 1
[0079]
[0080] 從表1中的數據可以看出：實施例1-7的有機硅乳液均未觀察到漂油現象，這說明 本發明的有機硅乳液性能穩定，可以有效自乳化。相比未使用的空白樣，實施例1-7的有機 硅乳液處理過的織物手感滑爽，這說明本發明的有機硅乳液可以有效提高織物的柔軟性。 相比空白樣，實施例1-7的有機硅乳液處理過的織物K/S值提高，這說明本發明的有機硅乳 液可以有效提高織物的勻染率。相比空白樣，實施例1-7的有機硅乳液處理過的織物的抗起 毛起球級別提升，這說明本發明的有機硅乳液具有較好的抗起毛起球性能。相比空白樣，實 施例1-7的有機硅乳液處理過的織物原樣變色降低，這說明本發明的有機硅乳液具有良好 的固色性能。
【主權項】
1. 一種有機娃乳液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 將強堿性催化劑的水溶液、八甲基環四硅氧烷線性體、氨型偶聯劑、W及封端劑混合均 勻，在100-110°C溫度下，反應4-8小時，得到氨基硅油；其中，所述八甲基環四硅氧烷線性 體、所述氨型偶聯劑、所述封端劑W及所述強堿性催化劑的質量比為30~50:2~10:0.1~ 06:0.1~1; 將所述氨基硅油與甲基丙締酸二甲氨基乙醋溶液混合均勻，在20-30°C溫度下，反應 12-20小時，得到改性氨基硅油，其中，所述氨基硅油中的伯氨基與所述甲基丙締酸二甲氨 基乙醋的摩爾比為1:1-1:1.15; 將所述改性氨基硅油滴加到在55-75Γ的環氧氯丙烷溶液中，反應3-6小時，然后升溫 至80-90°C溫度，繼續反應1-2小時，得到季錠化的有機硅油，其中，所述環氧氯丙烷與所述 改性氨基硅油中的叔胺基的摩爾比為1:0.8-1:1.2; 將所述季錠化的有機硅油，在85°C下調節pH值調至5-7,然后加入去離子水并混合均 勻。2. 根據權利要求1所述的有機娃乳液的制備方法，其特征在于，所述氨型偶聯劑選自N- β-(氨乙基)-丫-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和丫 -氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種。3. 根據權利要求1所述的有機娃乳液的制備方法，其特征在于，所述封端劑選自六甲基 ^硅氧烷或五甲基^硅氧烷。4. 根據權利要求1所述的有機娃乳液的制備方法，其特征在于，所述強堿性催化劑為氨 氧化鐘。5. 根據權利要求1所述的有機娃乳液的制備方法，其特征在于，所述甲基丙締酸二甲氨 基乙醋溶液為甲基丙締酸二甲氨基乙醋的乙醇溶液。6. 根據權利要求1所述的增深整理劑的制備方法，其特征在于，所述環氧氯丙烷溶液為 環氧氯丙烷的乙醇溶液。7. 根據權利要求1所述的有機娃乳液的制備方法，其特征在于，在調節pH值的步驟中， 調節抑值至6-7。8. 根據權利要求1所述的有機娃乳液的制備方法，其特征在于，所述加入去離子水并混 合均勻的操作為:邊攬拌邊加入去離子水，待加完后繼續攬拌1小時。9. 一種有機娃乳液，其特征在于，所述有機娃乳液中包括由I和II表示的結構單元組成 的無規共聚物：10. -種織物整理劑，其特征在于，包括權利要求9所述的有機娃乳液。
【文檔編號】C08G77/26GK105837823SQ201610193227
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】任波, 任一波, 周文, 張萍, 顧永歡
【申請人】科凱精細化工（上海）有限公司