有机硅季铵盐高分子聚合物制备与应用方法 技术领域:
本发明涉及有机硅季铵盐高分子聚合物制备与应用方法。技术背景:
目前同类产品种类很多,已获得专利的大致有以下几种:
中国专利(99111454.X)报道一种带季铵侧基的聚硅氧烷共聚物,它是用γ-卤代丙基侧基的聚硅氧烷共聚物与叔胺在极性溶剂中,于100-110℃反应40-96h而成,此发明主要用作织物和纤维的整理剂,还用于有机树脂改性剂。
中国专利(98804641.5)报道一种经选择的聚二有机硅氧烷在织物柔软剂中的应用。
美国专利(US5,707,435)报道一种有机硅乳液用作纤维处理剂。
以上所举的现有专利在所用单体,反应机理和聚合物结构及应用领域等许多方面都存在缺点和不足之处。具体在:水解稳定性,与织物、毛发的粘结能力,对多种革兰氏阳性、阴性细菌的杀灭作用,对织物、毛发具有柔软作用等方面。
鉴于此,本发明的目的是提供一种有机硅季铵盐高分子聚合物制备与应用方法,解决现有同类产品的缺点和不足之处。发明内容:一、本发明针对同类现有技术或产品要解决的问题
本发明与以上现有技术及产品相比较,解决了以下几个方面的问题:
1.引入了多个官能团,使得结构单一和功能单一等问题得以解决;
2.通过引入柔软增粘基团,使产品与织物、毛发等具有了更强的亲和力;
3.本发明反应路线更为简单、便利,具有较强地可操作性,大大降低了生
产成本,使其更好地适应了工业化的要求。二、本发明的的优点、特点:
1、实现了一个产品具有多种功能的特点;
2、活性季铵盐基团使其具有优良的杀菌作用,对多种革兰氏阳性、阴性细
菌具有强大的杀灭作用。
3、增粘基团及二甲基硅氧烷链节的引入,使得本发明产品具有优良的柔软
作用,且与织物、毛发有了更强的亲和力。
4、本发明产品使用方便,应用领域大大拓宽。
5、本发明产品具有杀菌力强、耐洗牢度高、抗菌效能持久和优良的毛发调
理功能。三、本发明需要解决的技术问题及技术方案:
1.叔胺单体具有如下通式:
或含氮杂环叔胺化合物,
其中R1,R2,R3=CnH2n+1,n=1~18
例如:C18H37N(CH3)2,C16H33N(C2H5)2,等。
2.烷基化试剂具有如下通式:XCH2CH2CH2-Si-(R4)a(OR5)3-a其中R4,R5=CnH2n+1,n=0~3,a=0,1,X=Cl,Br,I
3.含烷氧基及增粘基团的硅氧烷化合物具有如下通式:(R6O)3-b(R7)bSi-Rx其中R6,R7=CnH2n+1,n=1~3,b=0,1 Rx=NH2CH2CH2CH2-,NH2CH2CH2NHCH2CH2CH2-等
4.聚硅氧烷预聚体的通式如下:其中R8,R9=CnH2n+1,n=1~3;Ph;Ar等,m=10~200
5.本发明的反应式如下:其中R1,R2,R3=CnH2n+1,n=1~18例如:C18H37N(CH3)2,C16H33N(C2H5)2,
等 R4,R5=CnH2n+1,n=0~3,a=0,1,X=Cl,Br,I其中R1,R2,R3=CnH2n+1,n=1~18例如:C18H37N(CH3)2,C16H33N(C2H5)2,
等; R4,R5=CnH2n+1,n=0~3,X=Cl,Br,I;
R6,R7=CnH2n+1,n=1~3,Rx=NH2CH2CH2CH2-,NH2CH2CH2NHCH2CH2CH2-等;
R8,R9=CnH2n+1,n=1~3,Ph,Ar等;
o=5~100, r=pm=50~1000,q=1~20四、本发明所产生的有益效果
本发明所得的产品为有机硅接枝季铵盐高分子共聚物,它结合了有机硅和季铵盐的特有优点,具有广谱杀菌作用。此外,增粘柔软基团的引入,使之与织物、毛发等有较强的亲和作用,且有一定的柔软作用。抗菌基团为有机硅季铵阳离子基团,能强有力地吸附于细菌的表面,改变细菌细胞壁的通透性,使菌体内的酶、辅酶和代谢中间产物逸出,妨碍细菌的呼吸及糖酵解过程,并使菌体蛋白变性,由于采用物理吸附性抗菌,所以细菌不会产生耐药性,因而表现强大的抗菌作用。增粘基团能以共价键形式牢固地附着于织物、毛发等材料表面,因此其突出的优点就是具有耐洗牢度高、抗菌效能持久。
本发明的应用范围包括但不限于织物后整理剂,被服杀菌防霉剂,护发类化妆品中的毛发调整剂以及家庭、医院、宾馆等均可使用的卫生处理剂。
图1为本发明的原理流程图(季铵化、共聚、乳化)。
季铵化:
其中R1,R2,R3=CnH2n+1,n=1~18 例如:C18H37N(CH3)2,C16H33N(C2H5)2,等R4,R5=CnH2n+1,n=0~3,a=0,1,X=Cl,Br,I反应条件为T=70~140℃,t=0.5~24h共聚:其中R1,R2,R3=CnH2n+1,n=1~18例如:C18H37N(CH3)2,C16H33N(C2H5)2,( )等
R4,R5=CnH2n+1,n=0~3,X=Cl,Br,I;
R6,R7=CnH2n+1,n=1~3,Rx=NH2CH2CH2CH2-,NH2CH2CH2NHCH2CH2CH2-等;
R8,R9=CnH2n+1,n=1~3,Ph,Ar等;
o=5~100,r=pm=50~1000,q=1~20
反应条件为T=50~150℃,t=0.5~24h
乳化:
通常,本产品以乳液的形式加以应用,活性物含量为5~30%,其可能的乳化剂为阳离子型、阴离子型、非离子型乳化剂,醋酸或磷酸为中和剂,所使用的水为去离子水或蒸馏水。下面根据附图详述本发明实施例:实施例1
在容器中按摩尔比2∶1~1∶2加入Br-(CH2)3Si(OR)3和C18H37-N-(C2H5)2,在70~140℃下反应0.5~24h,得一季铵化反应物(I)。
取(I)100g,150g,(RO)3Si-(CH2)3-NH-(CH2)2-NH2 50g在KOH催化下反应,反应条件为T=60~120℃,t=0.5~24h。得一淡黄色透明液体产物。
用非离子和阴离子复合乳化剂乳化以上产物,得一活性物含量为5~30%的淡黄色透明液体。
本产品可应用于织物后整理,医院、宾馆、家庭被服杀菌处理或香波配方之中,使用浓度为0.01~10%,杀菌率可达95%以上。实施例2将实施例1中C18H37-N-(C2H5)2改为吡啶,用量减半,反应条件如上例。
改用非离子乳化剂和阳离子乳化剂复合,得得一活性物含量为5~30%的淡黄色透明液体。
本产品可应用于织物后整理,医院、宾馆、家庭被服杀菌处理,使用浓度为0.01~10%,杀菌率可达90%以上。