两性离子型氨基硅油及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210426114.3

申请日:

2012.10.31

公开号:

CN102952273A

公开日:

2013.03.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C08G 77/398变更事项:专利权人变更前:上海氟聚化学产品有限公司变更后:上海氟聚化学产品股份有限公司变更事项:地址变更前:201512 上海市金山区秋实路688号C幢1-1变更后:201512 上海市金山区金山卫镇秋实路688号5号楼1层|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08G 77/398申请日:20121031|||公开

IPC分类号:

C08G77/398; C08G77/388; D06M15/643

主分类号:

C08G77/398

申请人:

上海氟聚化学产品有限公司

发明人:

胡逊; 曹华斌; 武利; 杨坡

地址:

201512 上海市金山区秋实路688号C幢1-1

优先权:

专利代理机构:

上海元一成知识产权代理事务所(普通合伙) 31268

代理人:

赵青

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内容摘要

本发明涉及一种两性离子型氨基硅油及其制备方法。该硅油的结构式如下式所示:其中,R1为C1~C12的烷基、烷氧基或羟基;R2为甲基或羟基;R3为单胺类基团;R4为阴离子改性单胺类基团;x,y,z均为正整数,5≤x+y+z≤1000。其结构特点在于主链含有硅氧重复单元,支链含有烷基、氨基、羟基、季铵阳离子基以及阴离子基团。本发明涉及的制备方法为:八甲基环四硅氧烷与环氧硅烷交联剂聚合,得环氧改性硅油;再与单胺化合物反应,得氨基改性硅油;最后和阴离子改性剂反应,得本产品。本发明公开的改性有机硅油产品,提高了其乳液的稳定性及在处理织物时的反应性;处理后的织物,有很好的抗泛黄性,耐洗性和蓬松感。

权利要求书

权利要求书一种两性离子型氨基硅油,其特征在于,其结构式如式(Ⅰ)所示:

其中,
R1为C1~C12的烷基、烷氧基或羟基;
R2为甲基或羟基;
R3为单胺类基团;
R4为阴离子改性单胺类基团;
x,y,z均为正整数,5≤x+y+z≤1000。
根据权利要求1所述的两性离子型氨基硅油,其特征在于,所述R1为甲基或羟基;所述R3为式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的结构:
‑C3H6OCH2CH(OH)CH2N(CH3)2(Ⅱ),‑C3H6OCH2CH(OH)CH2N(CH2CH3)2(Ⅲ),

根据权利要求1所述的两性离子型氨基硅油,其特征在于,所述R4为式(Ⅶ)、式(Ⅷ)、式(Ⅸ)、式(Ⅹ)或式(Ⅺ)所示的结构:


其中,X为Cl、Br或I;
D为(CH2)aM1,或CH2CH(OH)(CH2)bM1,其中,a为1~6中的任一整数,b为0~7中的任一整数,M1为COON1、SO3N1或OPO3N1,其中N1为Na、K或NH4。
一种根据权利要求1所述的两性离子型氨基硅油的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、在氮气保护条件下,将八甲基环四硅氧烷和小分子二甲基硅油封端剂升温至80℃,加入水解后的环氧硅烷交联剂,恒温反应0.5~2小时;加入催化剂A,升温至100~150℃,恒温反应2~36小时后,抽真空,蒸出低沸物;降温到80℃,加入醋酸中和,继续降温到60℃,过滤,出料,得环氧改性硅油;
步骤二、将单胺化合物与溶剂A按质量比1:(3~10)混合,在氮气保护、回流冷凝和搅拌的条件下,升温至40~100℃,滴加所述环氧改性硅油,恒温反应2~24小时,抽真空,蒸出过量的单胺化合物和溶剂A,得氨基改性硅油;
步骤三、将所述氨基改性硅油与溶剂B按质量比1:(0.2~9)混合制得溶液A;将阴离子改性剂与溶剂C按质量比1:(0.2~9)混合制得溶液B;
步骤四、在氮气保护,回流冷凝和搅拌的条件下,将所述溶液A和催化剂B升温至50℃,滴加所述溶液B;继续升温至回流状态,回流反应1~120小时,抽真空,蒸出溶剂,即得所述两性离子型氨基硅油。
根据权利要求4所述的两性离子型氨基硅油的制备方法,其特征在于,所述小分子二甲基硅油封端剂为六甲基二硅氧烷、十二烷基封端二甲基硅油、羟基封端二甲基硅油或1,1,3,3‑四甲基‑1,3‑二甲氧基二硅烷;所述环氧硅烷交联剂为缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷、缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷或缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷;所述催化剂A为NaOH、KOH或四甲基氢氧化铵;所述催化剂B为NaOH、KOH或四甲基氢氧化铵;所述溶剂A为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃或N,N‑二甲基甲酰胺;所述溶剂B为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃或N,N‑二甲基甲酰胺;所述溶剂C为水、甲醇、乙醇或异丙醇。
根据权利要求4所述的两性离子型氨基硅油的制备方法,其特征在于,所述单胺化合物为二甲胺、二乙胺、哌啶、吗啉或N‑甲基苯胺。
根据权利要求4所述两性离子型氨基硅油的制备方法,其特征在于,步骤二中,所述单胺化合物与环氧改性硅油中所含的环氧基摩尔比为(1.5~1.05):1。
根据权利要求4所述两性离子型氨基硅油的制备方法,其特征在于,步骤三中,所述阴离子改性剂与氨基改性硅油中所含的氨基摩尔比为(0.1~0.9):1。
根据权利要求4所述两性离子型氨基硅油的制备方法,其特征在于,所述阴离子改性剂为X(CH2)aM1或XCH2CH(OH)(CH2)bM1;其中,X为Cl、Br或I;a为1~6中任一整数,b为0~7中任一整数;M1为COON1、SO3N1或OPO3N1,N1为Na、K或NH4。
根据权利要求9所述两性离子型氨基硅油的制备方法,其特征在于,所述阴离子改性剂为氯乙酸钠或3‑氯‑2‑羟基丙磺酸钠。

说明书

说明书两性离子型氨基硅油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性氨基硅油,具体涉及一种两性离子型氨基硅油及其制备方法。
背景技术
有机硅乳液,尤其是氨基改性有机硅乳液,作为织物整理剂已有很久的发展历史,是目前所有改性有机硅乳液中应用较广泛的一种。氨基硅油乳液整理的织物柔软、滑爽、弹挺、抗皱,而且有良好的抗静电和一定的耐洗性。但是经过氨基改性的织物易泛黄,吸湿性等比较差,需要进一步的改进。
制备氨基硅油的一般方法是:环体硅氧烷(比如,八甲基环四硅氧烷,DMC,六甲基环三硅氧烷)与氨基偶联剂(比如,N‑β‑氨乙基‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷,N‑β‑氨乙基‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷,N‑β‑氨乙基‑γ‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷,3‑哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷)在催化剂的作用下,加热,聚合。此方法合成的氨基硅油,由于含有双氨基,而且N原子上的活泼氢较多,在高温或光照等条件下,氨基极易被氧化,因此处理后的织物容易泛黄。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足,提供一种两性离子型氨基硅油及其制备方法。本发明是将氨基硅油中的部分氨基阴离子化、季铵化。本发明的两性离子型氨基硅油中的氨基,由于是单胺,且活泼氢少,所以具有很好的抗泛黄性能;该硅油中的羟基,能与织物中的羟基、羧基进行脱水缩合,提高了其反应性、耐洗性;该硅油中的季铵基,可以提高织物整理后的蓬松感,同时还具有持久的杀菌性;该硅油中的两性离子,可以提高其乳液的稳定性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
第一方面,本发明涉及一种两性离子型氨基硅油,其结构式如式(Ⅰ)所示:

其中,
R1为C1~C12的烷基、烷氧基或羟基;
R2为甲基或羟基;
R3为单胺类基团;
R4为阴离子改性单胺类基团;
x,y,z均为正整数,5≤x+y+z≤1000。
其中,R1优选为C1~C12的烷基或羟基;R3优选为单胺类叔胺基团;R4优选为阴离子改性单胺类季胺基团。
优选地,所述的R1为甲基或羟基;所述R3为式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的结构:
‑C3H6OCH2CH(OH)CH2N(CH3)2(Ⅱ),‑C3H6OCH2CH(OH)CH2N(CH2CH3)2(Ⅲ),

优选地,所述R4为式(Ⅶ)、式(Ⅷ)、式(Ⅸ)、式(Ⅹ)或式(Ⅺ)所示的结构:

其中,X为Cl、Br或I;
D为(CH2)aM1,或CH2CH(OH)(CH2)bM1,其中,a为1~6中的任一整数,b为0~7中的任一整数,M1为COON1、SO3N1或OPO3N1,其中N1为Na、K或NH4。
第二方面,本发明还涉及一种前述的两性离子型氨基硅油的制备方法,该方法包括以下步骤:
步骤一、在氮气保护条件下,将八甲基环四硅氧烷和小分子二甲基硅油封端剂升温至80℃,加入水解后的环氧硅烷交联剂,恒温反应0.5~2小时;加入催化剂A,升温至100~150℃,恒温反应2~36小时后,抽真空,蒸出低沸物;降温到80℃,加入醋酸中和,继续降温到60℃,过滤,出料,得环氧改性硅油;
步骤二、将单胺化合物与溶剂A按质量比1:(3~10)混合,在氮气保护、回流冷凝和搅拌的条件下,升温至40~100℃,滴加所述环氧改性硅油,恒温反应2~24小时,抽真空,蒸出过量的单胺化合物和溶剂,得氨基改性硅油;
步骤三、将所述氨基改性硅油与溶剂B按质量比1:(0.2~9)混合制得溶液A;将阴离子改性剂与溶剂C按质量比1:(0.2~9)混合制得溶液B;
步骤四、在氮气保护,回流冷凝和搅拌的条件下,将所述溶液A和催化剂B升温至50℃,滴加所述溶液B;继续升温至回流状态,回流反应1~120小时,抽真空,蒸出溶剂,即得所述两性离子型氨基硅油。
优选地,所述小分子二甲基硅油封端剂为六甲基二硅氧烷、十二烷基封端二甲基硅油、羟基封端二甲基硅油或1,1,3,3‑四甲基‑1,3‑二甲氧基二硅烷;所述环氧硅烷交联剂为缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷、缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷或缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷;所述催化剂A为NaOH、KOH或四甲基氢氧化铵;所述催化剂B为NaOH、KOH或四甲基氢氧化铵;所述溶剂A为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃或N,N‑二甲基甲酰胺;所述溶剂B为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃或N,N‑二甲基甲酰胺;所述溶剂C为水、甲醇、乙醇或异丙醇。
优选地,所述单胺化合物为单胺类仲胺化合物;具体为二甲胺、二乙胺、哌啶、吗啉或N‑甲基苯胺。
优选地,步骤二中,所述单胺化合物与环氧改性硅油中所含的环氧基摩尔比为(1.5~1.05):1。
优选地,步骤三中,所述阴离子改性剂与氨基改性硅油中所含的氨基摩尔比为(0.1~0.9):1。
优选地,所述阴离子改性剂为X(CH2)aM1或XCH2CH(OH)(CH2)bM1;其中,X为Cl、Br或I;a为1~6中任一整数,b为0~7中任一整数;M1为COON1、SO3N1或OPO3N1,其中N1为Na、K或NH4。
优选地,所述的阴离子改性剂为氯乙酸钠或3‑氯‑2‑羟基丙磺酸钠。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:本发明将叔胺基硅油进行阴离子化改性,改性后的硅油既保留了部分未改性的氨基硅油,又增加了阴离子亲水基团、季铵阳离子基团和羟基。经过本硅油乳液整理后的织物,既有经过氨基硅油整理后织物的手感,同时又降低了织物的泛黄性;硅油结构中的羟基能与织物中的羟基、羧基进行脱水缩合,提高其反应性、耐洗性;硅油结构中季铵阳离子的存在,可以提高织物整理后的蓬松感,同时还具有持久的杀菌性;硅油结构中的两性离子,可以提高其乳液的稳定性。
附图说明
图1为实施例1制得的两性离子型氨基硅油的红外谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种两性离子型氨基硅油的结构式为:

其中:

x,y,z均为正整数,5≤x+y+z≤1000。
上述两性离子型氨基硅油的制备方法,具体步骤如下:
(1)在装有温度计,冷凝管,搅拌桨,通氮气保护的干燥反应瓶中,加入70.03g D4(八甲基环四硅氧烷)和0.37g MM(六甲基二硅氧烷),升温到80℃;加入缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷溶液(为29.60g缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷,加26.8g水水解而得),恒温搅拌1小时后,蒸出甲醇和水等;加0.01g KOH,升温到130℃,恒温反应8小时后,抽真空,蒸出低沸物;降温到80℃,加入0.011g醋酸中和,继续降温到60℃,过滤,出料,得到透明粘稠液体,即为环氧改性硅油。
该环氧改性硅油的粘度为4400mPa.s,环氧值为0.13mol/100g。
(2)将13.03g(0.15mol)哌啶与39.09g异丙醇混合溶解,加入到干燥的反应瓶中,氮气保护,升温到80℃,滴加上述环氧改性硅油100g(0.13mol环氧基);然后恒温反应6小时;抽真空,蒸出过量的哌啶和异丙醇,得到透明粘稠液体,即为氨基改性硅油。该氨基改性硅油的氨值为1.21mmol/g。
(3)将上述氨基改性硅油100g(0.121mol氨基)与20g异丙醇、0.01gKOH混合溶解,加入到干燥的反应瓶中,氮气保护,升温到50℃。3‑氯‑2‑羟基丙磺酸钠9.83g(0.05mol)与88.74g乙醇,配成溶液后滴入反应瓶。继续升温到回流状态,恒温反应24小时;抽真空,蒸出溶剂,得透明粘稠液体,即为产物。红外谱图如图1所示,可知:所得产物的平均结构式与预期一致。
上述产物35g,混合乳化剂(脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑4:AEO‑15=2:3)10g,水105g做乳化,得到透明稳定的乳液。
实施例2
一种两性离子型氨基硅油的结构式为:

其中:

x,y,z均为正整数,5≤x+y+z≤1000。
上述两性离子型氨基硅油的制备方法,具体步骤如下:
(1)在装有温度计,冷凝管,搅拌桨,通氮气保护的干燥反应瓶中,加入77.55g(八甲基环四硅氧烷)D4和1.02g十二烷基封端二甲基硅油(粘度5CST),升温到80℃;加入缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷溶液(为21.43g缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷,加16.3g水水解而得),恒温搅拌0.5小时后,蒸出甲醇和水等;加0.01g NaOH,升温到100℃,恒温反应36小时后,抽真空,蒸出低沸物;降温到80℃,加入0.015g醋酸中和,继续降温到60℃,过滤,出料,得到透明粘稠液体,即为环氧改性硅油。
该环氧改性硅油的粘度为5000mPa.s,环氧值为0.091mol/100g。
(2)将8.31g(0.096mol)吗啉与83.1gN,N‑二甲基甲酰胺混合溶解,加入到干燥的反应瓶中,氮气保护,升温到100℃,滴加上述环氧改性硅油100g(0.091mol)环氧基);然后恒温反应2小时;抽真空,蒸出过量的吗啉和N,N‑二甲基甲酰胺,得到透明粘稠液体,即为氨基改性硅油。
该氨基改性硅油的氨值为0.84mmol/g。
(3)将上述氨基改性硅油100g(0.084mol氨基)与900g N,N‑二甲基甲酰胺、0.008gNaOH混合溶解,加入到干燥的反应瓶中,氮气保护,升温到50℃。氯乙酸钠8.81g(0.076mol)与1.76g水,配成溶液后滴入反应瓶。继续升温到回流状态,恒温反应120小时;抽真空,蒸出溶剂,得透明粘稠液体,即为产物。经红外谱图验证所得产物的平均结构式与预期一致。
上述产物40g,混合乳化剂(脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑4:AEO‑9=3:7)10g,水116g做乳化,得到透明稳定的乳液。
实施例3
一种两性离子型氨基硅油的结构式为:

其中:
R3‑C3H6CH2H(OH)CH2N(CH2H3)2

x,y,z均为正整数,5≤x+y+z≤1000。
上述两性离子型氨基硅油的制备方法,具体步骤如下:
(1)在装有温度计,冷凝管,搅拌桨,通氮气保护的干燥反应瓶中,加入81.19g D4(八甲基环四硅氧烷)和0.44g 1,1,3,3‑四甲基‑1,3‑二甲氧基二硅氧烷,升温到80℃;加入缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷溶液(为18.37g缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷,加13.3g水水解而得),恒温搅拌2小时后,蒸出乙醇和水等;加0.02g四甲基氢氧化铵,升温到150℃,恒温反应2小时后,抽真空,蒸出低沸物;降温到80℃,加入0.013g醋酸中和,继续降温到60℃,过滤,出料,得到透明粘稠液体,即为环氧改性硅油。
该环氧改性硅油的粘度为3500mPa.s,环氧值为0.074mol/100g。
(2)将8.11g二乙胺(0.11mol)与40g乙醇混合溶解,加入到干燥的反应瓶中,氮气保护,升温到40℃,滴加上述环氧改性硅油100g(0.074mol环氧基);然后恒温反应24小时;抽真空,蒸出过量的二乙胺和乙醇,得到透明粘稠液体,即为氨基改性硅油。
该氨基改性硅油的氨值为0.70mmol/g。
(3)将上述氨基改性硅油100g(0.070mol氨基)与100g乙醇、0.01gKOH混合溶解,加入到干燥的反应瓶中,氮气保护,升温到50℃。3‑氯‑2‑羟基丙磺酸钠1.38g(0.0070mol)与2.9g异丙醇,配成溶液后滴入反应瓶。继续升温到回流状态,恒温反应1小时;抽真空,蒸出溶剂,得透明粘稠液体,即为产物。经红外谱图验证所得产物的平均结构式与预期一致。
上述产物20g,混合乳化剂(脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑4:AEO‑9=1:1)10g,水70g做乳化,得到透明至半透明稳定的乳液。
实施例4
一种两性离子型氨基硅油的结构式为:

其中:

x,y,z均为正整数,5≤x+y+z≤1000。
上述两性离子型氨基硅油的制备方法,具体步骤如下:
(1)在装有温度计,冷凝管,搅拌桨,通氮气保护的干燥反应瓶中,加入83.8g(八甲基环四硅氧烷)D4和3g羟基封端二甲基硅油(粘度20CST),升温到80℃;加入缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷溶液(为13.2g缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷,加11.9g水水解而得),恒温搅拌1.5小时后,蒸出甲醇和水等;加0.01gKOH,升温到120℃,恒温反应10小时后,抽真空,蒸出低沸物;降温到80℃,加入0.011g醋酸中和,继续降温到60℃,过滤,出料,得到透明粘稠液体,即为环氧改性硅油。
该环氧改性硅油的粘度为6300mPa.s,环氧值为0.06mol/100g。
(2)将7.7g N‑甲基苯胺(0.072mol)与60g乙醇混合溶解,加入到干燥的反应瓶中,氮气保护,升温到70℃,滴加上述环氧改性硅油100g(0.06mol环氧基);然后恒温反应10小时;抽真空,蒸出过量N‑甲基苯胺和乙醇,得到透明粘稠液体,即为氨基改性硅油。
该氨基改性硅油的氨值为0.57mmol/g。
(3)将上述氨基改性硅油100g(0.057mol氨基)与80g异丙醇、0.01gKOH混合溶解,加入到干燥的反应瓶中,氮气保护,升温到50℃。氯乙酸钠3.5g(0.030mol)与10g甲醇,配成溶液后滴入反应瓶。继续升温到回流状态,恒温反应30小时;抽真空,蒸出溶剂,得透明粘稠液体,即为产物。经红外谱图验证所得产物的平均结构式与预期一致。
上述产物20g,混合乳化剂(脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑4:AEO‑7=1:4)10g,水70g做乳化,得到透明稳定的乳液。
运用实施例1~4中制得的乳液处理织物,处理后的织物,有很好的抗泛黄性,耐洗性和蓬松感。原因在于,本发明的两性离子型氨基硅油中的氨基,由于是单胺,且活泼氢少,所以具有很好的抗泛黄性能;该硅油中的羟基,能与织物中的羟基、羧基进行脱水缩合,提高了其反应性、耐洗性;该硅油中的季铵基,可以提高织物整理后的蓬松感,同时还具有持久的杀菌性;该硅油中的两性离子,可以提高其乳液的稳定性。

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1、(10)申请公布号 CN 102952273 A (43)申请公布日 2013.03.06 CN 102952273 A *CN102952273A* (21)申请号 201210426114.3 (22)申请日 2012.10.31 C08G 77/398(2006.01) C08G 77/388(2006.01) D06M 15/643(2006.01) (71)申请人 上海氟聚化学产品有限公司 地址 201512 上海市金山区秋实路 688 号 C 幢 1-1 (72)发明人 胡逊 曹华斌 武利 杨坡 (74)专利代理机构 上海元一成知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 31268 代。

2、理人 赵青 (54) 发明名称 两性离子型氨基硅油及其制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种两性离子型氨基硅油及 其制备方法。该硅油的结构式如下式所示 : 其 中, R1为 C1 C12 的烷基、 烷氧基或羟基 ; R2为甲基或羟 基 ; R3为单胺类基团 ; R 4为阴离子改性单胺类基 团 ; x, y, z 均为正整数, 5 x+y+z 1000。其结 构特点在于主链含有硅氧重复单元, 支链含有烷 基、 氨基、 羟基、 季铵阳离子基以及阴离子基团。 本 发明涉及的制备方法为 : 八甲基环四硅氧烷与环 氧硅烷交联剂聚合, 得环氧改性硅油 ; 再与单胺 化合物反应, 得氨基改性硅油 ; 最后。

3、和阴离子改 性剂反应, 得本产品。 本发明公开的改性有机硅油 产品, 提高了其乳液的稳定性及在处理织物时的 反应性 ; 处理后的织物, 有很好的抗泛黄性, 耐洗 性和蓬松感。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 1 页 1/2 页 2 1. 一种两性离子型氨基硅油, 其特征在于, 其结构式如式 () 所示 : 其中, R1为 C1 C12 的烷基、 烷氧基或羟基 ; R2为甲基或羟基 ; R3为单胺类基团 ; R4为阴离子改性单胺类基团 ; x, y, z。

4、 均为正整数, 5 x+y+z 1000。 2.根据权利要求1所述的两性离子型氨基硅油, 其特征在于, 所述R1为甲基或羟基 ; 所 述 R3为式 () 、 式 () 、 式 () 、 式 () 或式 () 所示的结构 : -C3H6OCH2CH(OH)CH2N(CH3)2() , -C3H6OCH2CH(OH)CH2N(CH2CH3)2() , 3.根据权利要求1所述的两性离子型氨基硅油, 其特征在于, 所述R4为式 () 、 式 () 、 式 () 、 式 () 或式 () 所示的结构 : 其中, X 为 Cl、 Br 或 I ; D 为 (CH2)aM1, 或 CH2CH(OH)(CH2。

5、)bM1, 其中, a 为 1 6 中的任一整数, b 为 0 7 中的任 一整数, M1为 COON1、 SO3N1或 OPO3N1, 其中 N1为 Na、 K 或 NH4。 4. 一种根据权利要求 1 所述的两性离子型氨基硅油的制备方法, 其特征在于, 该方法 权 利 要 求 书 CN 102952273 A 2 2/2 页 3 包括以下步骤 : 步骤一、 在氮气保护条件下, 将八甲基环四硅氧烷和小分子二甲基硅油封端剂升温至 80, 加入水解后的环氧硅烷交联剂, 恒温反应 0.5 2 小时 ; 加入催化剂 A, 升温至 100 150, 恒温反应 2 36 小时后, 抽真空, 蒸出低沸物 。

6、; 降温到 80, 加入醋酸中和, 继续降 温到 60, 过滤, 出料, 得环氧改性硅油 ; 步骤二、 将单胺化合物与溶剂按质量比1 :(310) 混合, 在氮气保护、 回流冷凝和搅 拌的条件下, 升温至40100, 滴加所述环氧改性硅油, 恒温反应224小时, 抽真空, 蒸 出过量的单胺化合物和溶剂, 得氨基改性硅油 ; 步骤三、 将所述氨基改性硅油与溶剂按质量比 1 :(0.2 9) 混合制得溶液 A ; 将阴离 子改性剂与溶剂 C 按质量比 1 :(0.2 9) 混合制得溶液 B ; 步骤四、 在氮气保护, 回流冷凝和搅拌的条件下, 将所述溶液A和催化剂B升温至50, 滴加所述溶液 B 。

7、; 继续升温至回流状态, 回流反应 1 120 小时, 抽真空, 蒸出溶剂, 即得所 述两性离子型氨基硅油。 5. 根据权利要求 4 所述的两性离子型氨基硅油的制备方法, 其特征在于, 所述小分子 二甲基硅油封端剂为六甲基二硅氧烷、 十二烷基封端二甲基硅油、 羟基封端二甲基硅油或 1,1,3,3- 四甲基 -1,3- 二甲氧基二硅烷 ; 所述环氧硅烷交联剂为缩水甘油氧丙基甲基二甲 氧基硅烷、 缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷或缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷 ; 所述催化 剂 A 为 NaOH、 KOH 或四甲基氢氧化铵 ; 所述催化剂 B 为 NaOH、 KOH 或四甲基氢氧化铵 ; 所述 溶剂 A。

8、 为甲醇、 乙醇、 异丙醇、 四氢呋喃或 N,N- 二甲基甲酰胺 ; 所述溶剂 B 为甲醇、 乙醇、 异 丙醇、 四氢呋喃或 N,N- 二甲基甲酰胺 ; 所述溶剂 C 为水、 甲醇、 乙醇或异丙醇。 6. 根据权利要求 4 所述的两性离子型氨基硅油的制备方法, 其特征在于, 所述单胺化 合物为二甲胺、 二乙胺、 哌啶、 吗啉或 N- 甲基苯胺。 7. 根据权利要求 4 所述两性离子型氨基硅油的制备方法, 其特征在于, 步骤二中, 所述 单胺化合物与环氧改性硅油中所含的环氧基摩尔比为 (1.5 1.05) :1。 8. 根据权利要求 4 所述两性离子型氨基硅油的制备方法, 其特征在于, 步骤三中。

9、, 所述 阴离子改性剂与氨基改性硅油中所含的氨基摩尔比为 (0.1 0.9) :1。 9. 根据权利要求 4 所述两性离子型氨基硅油的制备方法, 其特征在于, 所述阴离子改 性剂为 X(CH2)aM1或 XCH2CH(OH)(CH2)bM1; 其中, X 为 Cl、 Br 或 I ; a 为 1 6 中任一整数, b 为 0 7 中任一整数 ; M1为 COON1、 SO3N1或 OPO3N1, N1为 Na、 K 或 NH4。 10. 根据权利要求 9 所述两性离子型氨基硅油的制备方法, 其特征在于, 所述阴离子改 性剂为氯乙酸钠或 3- 氯 -2- 羟基丙磺酸钠。 权 利 要 求 书 CN。

10、 102952273 A 3 1/7 页 4 两性离子型氨基硅油及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种改性氨基硅油, 具体涉及一种两性离子型氨基硅油及其制备方 法。 背景技术 0002 有机硅乳液, 尤其是氨基改性有机硅乳液, 作为织物整理剂已有很久的发展历史, 是目前所有改性有机硅乳液中应用较广泛的一种。 氨基硅油乳液整理的织物柔软、 滑爽、 弹 挺、 抗皱, 而且有良好的抗静电和一定的耐洗性。但是经过氨基改性的织物易泛黄, 吸湿性 等比较差, 需要进一步的改进。 0003 制备氨基硅油的一般方法是 : 环体硅氧烷 (比如, 八甲基环四硅氧烷, DMC, 六甲基 环三硅氧烷) 与氨。

11、基偶联剂 (比如, N- 氨乙基 - 氨丙基甲基二甲氧基硅烷, N- 氨 乙基 - 氨丙基三甲氧基硅烷, N- 氨乙基 - 氨丙基甲基二乙氧基硅烷, 3- 哌嗪基丙 基甲基二甲氧基硅烷) 在催化剂的作用下, 加热, 聚合。此方法合成的氨基硅油, 由于含有双 氨基, 而且 N 原子上的活泼氢较多, 在高温或光照等条件下, 氨基极易被氧化, 因此处理后 的织物容易泛黄。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足, 提供一种两性离子型氨基硅油 及其制备方法。 本发明是将氨基硅油中的部分氨基阴离子化、 季铵化。 本发明的两性离子型 氨基硅油中的氨基, 由于是单胺, 且活泼氢少, 。

12、所以具有很好的抗泛黄性能 ; 该硅油中的羟 基, 能与织物中的羟基、 羧基进行脱水缩合, 提高了其反应性、 耐洗性 ; 该硅油中的季铵基, 可以提高织物整理后的蓬松感, 同时还具有持久的杀菌性 ; 该硅油中的两性离子, 可以提高 其乳液的稳定性。 0005 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 : 0006 第一方面, 本发明涉及一种两性离子型氨基硅油, 其结构式如式 () 所示 : 0007 0008 其中, 0009 R1为 C1 C12 的烷基、 烷氧基或羟基 ; 0010 R2为甲基或羟基 ; 0011 R3为单胺类基团 ; 0012 R4为阴离子改性单胺类基团 ; 0013 x, 。

13、y, z 均为正整数, 5 x+y+z 1000。 说 明 书 CN 102952273 A 4 2/7 页 5 0014 其中, R1优选为 C1 C12 的烷基或羟基 ; R3优选为单胺类叔胺基团 ; R4优选为阴 离子改性单胺类季胺基团。 0015 优选地, 所述的 R1 为甲基或羟基 ; 所述 R3为式 () 、 式 () 、 式 () 、 式 () 或式 () 所示的结构 : 0016 -C3H6OCH2CH(OH)CH2N(CH3)2() , -C3H6OCH2CH(OH)CH2N(CH2CH3)2() , 0017 0018 优选地, 所述 R4为式 () 、 式 () 、 式 。

14、() 、 式 () 或式 () 所示的结构 : 0019 0020 其中, X 为 Cl、 Br 或 I ; 0021 D 为 (CH2)aM1, 或 CH2CH(OH)(CH2)bM1, 其中, a 为 1 6 中的任一整数, b 为 0 7 中 的任一整数, M1为 COON1、 SO3N1或 OPO3N1, 其中 N1为 Na、 K 或 NH4。 0022 第二方面, 本发明还涉及一种前述的两性离子型氨基硅油的制备方法, 该方法包 括以下步骤 : 0023 步骤一、 在氮气保护条件下, 将八甲基环四硅氧烷和小分子二甲基硅油封端剂升 温至 80, 加入水解后的环氧硅烷交联剂, 恒温反应 0。

15、.5 2 小时 ; 加入催化剂 A, 升温至 100 150, 恒温反应 2 36 小时后, 抽真空, 蒸出低沸物 ; 降温到 80, 加入醋酸中和, 继续降温到 60, 过滤, 出料, 得环氧改性硅油 ; 0024 步骤二、 将单胺化合物与溶剂按质量比1 :(310) 混合, 在氮气保护、 回流冷凝 和搅拌的条件下, 升温至 40 100, 滴加所述环氧改性硅油, 恒温反应 2 24 小时, 抽真 空, 蒸出过量的单胺化合物和溶剂, 得氨基改性硅油 ; 0025 步骤三、 将所述氨基改性硅油与溶剂按质量比 1 :(0.2 9) 混合制得溶液 A ; 将 说 明 书 CN 102952273 。

16、A 5 3/7 页 6 阴离子改性剂与溶剂 C 按质量比 1 :(0.2 9) 混合制得溶液 B ; 0026 步骤四、 在氮气保护, 回流冷凝和搅拌的条件下, 将所述溶液 A 和催化剂 B 升温至 50, 滴加所述溶液 B ; 继续升温至回流状态, 回流反应 1 120 小时, 抽真空, 蒸出溶剂, 即 得所述两性离子型氨基硅油。 0027 优选地, 所述小分子二甲基硅油封端剂为六甲基二硅氧烷、 十二烷基封端二甲基 硅油、 羟基封端二甲基硅油或 1,1,3,3- 四甲基 -1,3- 二甲氧基二硅烷 ; 所述环氧硅烷交联 剂为缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷、 缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷或缩水甘。

17、油氧丙基 甲基二乙氧基硅烷 ; 所述催化剂 A 为 NaOH、 KOH 或四甲基氢氧化铵 ; 所述催化剂 B 为 NaOH、 KOH 或四甲基氢氧化铵 ; 所述溶剂 A 为甲醇、 乙醇、 异丙醇、 四氢呋喃或 N,N- 二甲基甲酰胺 ; 所述溶剂 B 为甲醇、 乙醇、 异丙醇、 四氢呋喃或 N,N- 二甲基甲酰胺 ; 所述溶剂 C 为水、 甲醇、 乙醇或异丙醇。 0028 优选地, 所述单胺化合物为单胺类仲胺化合物 ; 具体为二甲胺、 二乙胺、 哌啶、 吗啉 或 N- 甲基苯胺。 0029 优选地, 步骤二中, 所述单胺化合物与环氧改性硅油中所含的环氧基摩尔比为 (1.5 1.05) :1。 。

18、0030 优选地, 步骤三中, 所述阴离子改性剂与氨基改性硅油中所含的氨基摩尔比为 (0.1 0.9) :1。 0031 优选地, 所述阴离子改性剂为 X(CH2)aM1或 XCH2CH(OH)(CH2)bM1; 其中, X 为 Cl、 Br 或 I ; a 为 1 6 中任一整数, b 为 0 7 中任一整数 ; M1为 COON1、 SO3N1或 OPO3N1, 其中 N1为 Na、 K 或 NH4。 0032 优选地, 所述的阴离子改性剂为氯乙酸钠或 3- 氯 -2- 羟基丙磺酸钠。 0033 与现有技术相比, 本发明具有的有益效果为 : 本发明将叔胺基硅油进行阴离子化 改性, 改性后的。

19、硅油既保留了部分未改性的氨基硅油, 又增加了阴离子亲水基团、 季铵阳离 子基团和羟基。 经过本硅油乳液整理后的织物, 既有经过氨基硅油整理后织物的手感, 同时 又降低了织物的泛黄性 ; 硅油结构中的羟基能与织物中的羟基、 羧基进行脱水缩合, 提高其 反应性、 耐洗性 ; 硅油结构中季铵阳离子的存在, 可以提高织物整理后的蓬松感, 同时还具 有持久的杀菌性 ; 硅油结构中的两性离子, 可以提高其乳液的稳定性。 附图说明 0034 图 1 为实施例 1 制得的两性离子型氨基硅油的红外谱图。 具体实施方式 0035 下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。 以下实施例将有助于本领域 的技术人员。

20、进一步理解本发明, 但不以任何形式限制本发明。 应当指出的是, 对本领域的普 通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干变形和改进。 这些都属于 本发明的保护范围。 0036 实施例 1 0037 一种两性离子型氨基硅油的结构式为 : 0038 说 明 书 CN 102952273 A 6 4/7 页 7 0039 其中 : 0040 0041 x, y, z 均为正整数, 5 x+y+z 1000。 0042 上述两性离子型氨基硅油的制备方法, 具体步骤如下 : 0043 (1) 在装有温度计, 冷凝管, 搅拌桨, 通氮气保护的干燥反应瓶中, 加入 70.03g D4 (。

21、八甲基环四硅氧烷) 和 0.37g MM(六甲基二硅氧烷) , 升温到 80 ; 加入缩水甘油氧丙基 甲基二甲氧基硅烷溶液 (为 29.60g 缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷, 加 26.8g 水水解而 得) , 恒温搅拌1小时后, 蒸出甲醇和水等 ; 加0.01g KOH, 升温到130, 恒温反应8小时后, 抽真空, 蒸出低沸物 ; 降温到 80, 加入 0.011g 醋酸中和, 继续降温到 60, 过滤, 出料, 得 到透明粘稠液体, 即为环氧改性硅油。 0044 该环氧改性硅油的粘度为 4400mPa.s, 环氧值为 0.13mol/100g。 0045 (2) 将 13.03g(0.。

22、15mol) 哌啶与 39.09g 异丙醇混合溶解, 加入到干燥的反应瓶 中, 氮气保护, 升温到 80, 滴加上述环氧改性硅油 100g(0.13mol 环氧基) ; 然后恒温反应 6 小时 ; 抽真空, 蒸出过量的哌啶和异丙醇, 得到透明粘稠液体, 即为氨基改性硅油。该氨基 改性硅油的氨值为 1.21mmol/g。 0046 (3) 将上述氨基改性硅油100g (0.121mol氨基) 与20g异丙醇、 0.01gKOH混合溶解, 加入到干燥的反应瓶中, 氮气保护, 升温到 50。3- 氯 -2- 羟基丙磺酸钠 9.83g (0.05mol) 与 88.74g 乙醇, 配成溶液后滴入反应瓶。

23、。继续升温到回流状态, 恒温反应 24 小时 ; 抽真空, 蒸出溶剂, 得透明粘稠液体, 即为产物。 红外谱图如图1所示, 可知 : 所得产物的平均结构式 与预期一致。 0047 上述产物 35g, 混合乳化剂 (脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-4 : AEO-15=2 : 3) 10g, 水 105g 做乳化, 得到透明稳定的乳液。 0048 实施例 2 0049 一种两性离子型氨基硅油的结构式为 : 0050 0051 其中 : 0052 说 明 书 CN 102952273 A 7 5/7 页 8 0053 x, y, z 均为正整数, 5 x+y+z 1000。 0054 上述两性离子型氨基。

24、硅油的制备方法, 具体步骤如下 : 0055 (1) 在装有温度计, 冷凝管, 搅拌桨, 通氮气保护的干燥反应瓶中, 加入 77.55g(八 甲基环四硅氧烷) D4 和 1.02g 十二烷基封端二甲基硅油 (粘度 5CST) , 升温到 80 ; 加入缩 水甘油氧丙基三甲氧基硅烷溶液 (为 21.43g 缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷, 加 16.3g 水水 解而得) , 恒温搅拌0.5小时后, 蒸出甲醇和水等 ; 加0.01g NaOH, 升温到100, 恒温反应36 小时后, 抽真空, 蒸出低沸物 ; 降温到 80, 加入 0.015g 醋酸中和, 继续降温到 60, 过滤, 出料, 得到透明。

25、粘稠液体, 即为环氧改性硅油。 0056 该环氧改性硅油的粘度为 5000mPa.s, 环氧值为 0.091mol/100g。 0057 (2) 将 8.31g(0.096mol) 吗啉与 83.1gN,N- 二甲基甲酰胺混合溶解, 加入到干燥 的反应瓶中, 氮气保护, 升温到 100, 滴加上述环氧改性硅油 100g(0.091mol) 环氧基) ; 然 后恒温反应 2 小时 ; 抽真空, 蒸出过量的吗啉和 N,N- 二甲基甲酰胺, 得到透明粘稠液体, 即 为氨基改性硅油。 0058 该氨基改性硅油的氨值为 0.84mmol/g。 0059 (3)将上述氨基改性硅油 100g(0.084mo。

26、l 氨基)与 900g N,N- 二甲基甲酰胺、 0.008gNaOH 混合溶解, 加入到干燥的反应瓶中, 氮气保护, 升温到 50。氯乙酸钠 8.81g (0.076mol) 与 1.76g 水, 配成溶液后滴入反应瓶。继续升温到回流状态, 恒温反应 120 小 时 ; 抽真空, 蒸出溶剂, 得透明粘稠液体, 即为产物。 经红外谱图验证所得产物的平均结构式 与预期一致。 0060 上述产物 40g, 混合乳化剂 (脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-4 : AEO-9=3 : 7) 10g, 水 116g 做 乳化, 得到透明稳定的乳液。 0061 实施例 3 0062 一种两性离子型氨基硅油的结构式。

27、为 : 0063 0064 其中 : 0065 R3-C3H6CH2H(OH)CH2N(CH2H3)2 0066 说 明 书 CN 102952273 A 8 6/7 页 9 0067 x, y, z 均为正整数, 5 x+y+z 1000。 0068 上述两性离子型氨基硅油的制备方法, 具体步骤如下 : 0069 (1) 在装有温度计, 冷凝管, 搅拌桨, 通氮气保护的干燥反应瓶中, 加入 81.19g D4 (八甲基环四硅氧烷) 和 0.44g 1,1,3,3- 四甲基 -1,3- 二甲氧基二硅氧烷, 升温到 80; 加 入缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷溶液 (为 18.37g 缩水甘油氧。

28、丙基甲基二乙氧基硅烷, 加 13.3g 水水解而得) , 恒温搅拌 2 小时后, 蒸出乙醇和水等 ; 加 0.02g 四甲基氢氧化铵, 升 温到 150, 恒温反应 2 小时后, 抽真空, 蒸出低沸物 ; 降温到 80, 加入 0.013g 醋酸中和, 继续降温到 60, 过滤, 出料, 得到透明粘稠液体, 即为环氧改性硅油。 0070 该环氧改性硅油的粘度为 3500mPa.s, 环氧值为 0.074mol/100g。 0071 (2) 将 8.11g 二乙胺 (0.11mol) 与 40g 乙醇混合溶解, 加入到干燥的反应瓶中, 氮 气保护, 升温到 40, 滴加上述环氧改性硅油 100g。

29、 (0.074mol 环氧基) ; 然后恒温反应 24 小 时 ; 抽真空, 蒸出过量的二乙胺和乙醇, 得到透明粘稠液体, 即为氨基改性硅油。 0072 该氨基改性硅油的氨值为 0.70mmol/g。 0073 (3) 将上述氨基改性硅油 100g (0.070mol 氨基) 与 100g 乙醇、 0.01gKOH 混合溶解, 加入到干燥的反应瓶中, 氮气保护, 升温到50。 3-氯-2-羟基丙磺酸钠1.38g (0.0070mol) 与2.9g异丙醇, 配成溶液后滴入反应瓶。 继续升温到回流状态, 恒温反应1小时 ; 抽真空, 蒸 出溶剂, 得透明粘稠液体, 即为产物。经红外谱图验证所得产物。

30、的平均结构式与预期一致。 0074 上述产物 20g, 混合乳化剂 (脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-4 : AEO-9=1 : 1) 10g, 水 70g 做 乳化, 得到透明至半透明稳定的乳液。 0075 实施例 4 0076 一种两性离子型氨基硅油的结构式为 : 0077 0078 其中 : 0079 0080 x, y, z 均为正整数, 5 x+y+z 1000。 0081 上述两性离子型氨基硅油的制备方法, 具体步骤如下 : 0082 (1) 在装有温度计, 冷凝管, 搅拌桨, 通氮气保护的干燥反应瓶中, 加入 83.8g (八甲 基环四硅氧烷) D4 和 3g 羟基封端二甲基硅油 (粘。

31、度 20CST) , 升温到 80 ; 加入缩水甘油氧 说 明 书 CN 102952273 A 9 7/7 页 10 丙基甲基二甲氧基硅烷溶液 (为13.2g缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷, 加11.9g水水解 而得) , 恒温搅拌 1.5 小时后, 蒸出甲醇和水等 ; 加 0.01gKOH, 升温到 120, 恒温反应 10 小 时后, 抽真空, 蒸出低沸物 ; 降温到 80, 加入 0.011g 醋酸中和, 继续降温到 60, 过滤, 出 料, 得到透明粘稠液体, 即为环氧改性硅油。 0083 该环氧改性硅油的粘度为 6300mPa.s, 环氧值为 0.06mol/100g。 0084 。

32、(2) 将 7.7g N- 甲基苯胺 (0.072mol) 与 60g 乙醇混合溶解, 加入到干燥的反应瓶 中, 氮气保护, 升温到 70, 滴加上述环氧改性硅油 100g(0.06mol 环氧基) ; 然后恒温反应 10 小时 ; 抽真空, 蒸出过量 N- 甲基苯胺和乙醇, 得到透明粘稠液体, 即为氨基改性硅油。 0085 该氨基改性硅油的氨值为 0.57mmol/g。 0086 (3) 将上述氨基改性硅油 100g(0.057mol 氨基) 与 80g 异丙醇、 0.01gKOH 混合溶 解, 加入到干燥的反应瓶中, 氮气保护, 升温到 50。氯乙酸钠 3.5g(0.030mol) 与 1。

33、0g 甲 醇, 配成溶液后滴入反应瓶。 继续升温到回流状态, 恒温反应30小时 ; 抽真空, 蒸出溶剂, 得 透明粘稠液体, 即为产物。经红外谱图验证所得产物的平均结构式与预期一致。 0087 上述产物 20g, 混合乳化剂 (脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-4 : AEO-7=1 : 4) 10g, 水 70g 做 乳化, 得到透明稳定的乳液。 0088 运用实施例 1 4 中制得的乳液处理织物, 处理后的织物, 有很好的抗泛黄性, 耐 洗性和蓬松感。原因在于, 本发明的两性离子型氨基硅油中的氨基, 由于是单胺, 且活泼氢 少, 所以具有很好的抗泛黄性能 ; 该硅油中的羟基, 能与织物中的羟基、 羧基进行脱水缩合, 提高了其反应性、 耐洗性 ; 该硅油中的季铵基, 可以提高织物整理后的蓬松感, 同时还具有 持久的杀菌性 ; 该硅油中的两性离子, 可以提高其乳液的稳定性。 说 明 书 CN 102952273 A 10 1/1 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 102952273 A 11 。

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