一种高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，尤其涉及一种高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液及其制备方法。

背景技术

近年来随着生活质量的不断提高，人们对纺织品的手感有了更高的要求，在纺织品的手感整理剂中，绝大部分都是氨基改性有机硅聚硅氧烷聚合物乳液产品(如：氨基硅油、三元共聚类硅油等)，有时为了达到更好的平滑效果，需要引入一定量的大分子改性硅油。但是氨基硅油不能直接使用，需要加入一定比例乳化剂才能形成相对稳定的氨基硅油乳液，而乳化剂的引入一定程度上降低了氨基硅油在纺织品上的手感，尤其是氨基改性大分子型有机硅乳液中，往往会加入超大量的乳化剂，在纺织品手感整理中，大量的乳化剂也会残留在布面上，极大的影响纺织品的手感。取代氨基硅油产品的嵌段硅油由于合成的工序比较复杂、溶剂含量高(一般在30～50％之间)，虽然对人体无害，但对后整理加工环境带来了诸多不良影响，同时运输及储存的安全性也大大降低，同时嵌段硅油中的聚醚链段位于有机硅聚合物的主链段上，一定程度上影响了纺织品的手感。因此，发展高油乳比型氨基改性硅油及其乳液，尤其是氨基改性大分子有机硅及其乳液是非常有必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液及其制备方法，通过将高油乳比型的氨基改性大分子有机硅原油和有机硅交联剂按照一定比例并加入适量乳化剂、助乳化剂、硅油稳定剂和酸，经水乳化制得。

本发明的技术方案如下：

一种高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液的制备方法，所述高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液用作纺织品的手感整理剂，其中，包括步骤：

将有机硅交联剂与氨基改性大分子有机硅原油按照0～1:3的质量比加入至反应釜中，开动搅拌，在50～100℃条件下反应0～2小时，得到硅油混合物；

按照质量比计，加入占硅油混合物20～100％的助乳化剂、5～10％的乳化剂、0～2％的硅油稳定剂和0.5～3％的酸，然后用水进行乳化，制得高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液。

可选地，所述氨基改性大分子有机硅原油的制备过程如下：

将有机硅环体和氨基封头剂按照100:3～100:15的质量比进行混合得到第一混合物，然后按质量比加入占第一混合物0.3～0.4％的碱性催化剂，在90～140℃下进行平衡反应2～6小时；

按质量比计，再加入占第一混合物0.2～10％的硅烷偶联剂，在90～140℃下进行反应2～4小时；

按质量比计，再加入占第一混合物1～50％的超大分子线性硅油，在100～140℃下进行反应2～4小时，制得氨基改性大分子有机硅原油。

进一步可选地，所述有机硅环体为八甲基环四硅氧烷或二甲基环硅氧烷。

进一步可选地，所述氨基封头剂为QH-612。

进一步可选地，所述碱性催化剂为四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的任意一种。

进一步可选地，所述硅烷偶联剂为KBM602、QH-121和QH-110中的一种或多种。

进一步可选地，所述超大分子线性硅油为分子量50～500万的羟基二甲基甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷和分子量50～500万的甲基乙烯基硅橡胶中的一种或多种。

可选地，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧丙烯醚或它们的复配物；

所述助乳化剂为乙二醇单丁醚与丙三醇的任意比例组成的混合物。

可选地，所述硅油稳定剂为AEO80-68S，所述酸为冰醋酸、甲酸或柠檬酸中的一种或多种。

一种高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液，其中，采用本发明所述的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液的制备方法制备得到。

有益效果：本发明制备出的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液不仅乳液稳定、平滑、柔软俱佳，且手感细腻，亲肤感好，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

本发明提供一种高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液的制备方法，所述高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液用作纺织品的手感整理剂，该方法包括步骤：

S1、将有机硅交联剂与氨基改性大分子有机硅原油按照0～1:3的质量比加入至反应釜中，开动搅拌，在50～100℃条件下反应0～2小时，得到硅油混合物；

S2、按照质量比计，加入占硅油混合物20～100％的助乳化剂、5～10％的乳化剂、0～2％的硅油稳定剂和0.5～3％的酸，然后用水进行乳化，制得高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液。

本发明实施例中，首先，将有机硅交联剂与氨基改性大分子有机硅原油按照0～1:3的质量比加入至反应釜中，开动搅拌，通过有机硅交联剂对氨基改性大分子有机硅原油链段中的大分子链段及氨基进行反应，以改善其水溶性，反应条件控制不当容易形成有机硅弹性体，不利于乳化成乳液，经试验理想的反应条件为：反应温度50～100℃，反应时间不超过2小时，从而得到硅油混合物。然后，按照质量比计，加入占硅油混合物20～100％的助乳化剂、5～10％的乳化剂，助乳化剂的加入能显著降低硅油乳化转相的粘度，提高乳液转相一致性，然后用水进行乳化，最后加入0～2％的硅油稳定剂和0.5～3％的酸，从而制备出稳定的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液。

本发明实施例通过将氨基改性大分子有机硅原油和有机硅交联剂按照一定比例并加入适量乳化剂、助乳化剂、硅油稳定剂和酸，经水乳化制得高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液。本发明实施例制备出的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液不仅乳液稳定、平滑、柔软俱佳，且手感细腻，亲肤感好，具有广阔的市场前景。其中，所述高油乳比型指的是氨基改性大分子有机硅原油与乳化剂的质量比在10以上，具体质量比在10～20之间。

步骤S1中，在一种实施方式中，所述氨基改性大分子有机硅原油的制备过程如下：

S11、将有机硅环体和氨基封头剂按照100:3～100:15的质量比进行混合得到第一混合物，然后按质量比加入占第一混合物0.3～0.4％的碱性催化剂，在90～140℃下进行平衡反应2～6小时；

S12、按质量比计，再加入占第一混合物0.2～10％的硅烷偶联剂，在90～140℃下进行反应2～4小时；

S13、按质量比计，再加入占第一混合物1～50％的超大分子线性硅油，在100～140℃下进行反应2～4小时，制得氨基改性大分子有机硅原油。

步骤S11中，在一种实施方式中，所述有机硅环体为八甲基环四硅氧烷(D4)或二甲基环硅氧烷(DMC)。

在一种实施方式中，所述氨基封头剂为QH-612，其主要成分为-CH

在一种实施方式中，所述碱性催化剂为四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的任意一种。

步骤S12中，在一种实施方式中，所述硅烷偶联剂为KBM602(化学结构式为NH

步骤S13中，在一种实施方式中，所述超大分子线性硅油为分子量50～500万的羟基二甲基甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷和分子量50～500万的甲基乙烯基硅橡胶中的一种或多种。

步骤S1中，所述有机硅交联剂的制备过程与专利《一种有机硅高弹平滑剂及其制备方法》(ZL201710074185.4)中一致，在此不再赘述。

步骤S2中，在一种实施方式中，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧丙烯醚中的一种或多种。

在一种实施方式中，所述助乳化剂为乙二醇单丁醚与丙三醇的任意比例组成的混合物。进一步地，所述乙二醇单丁醚与丙三醇的质量比为0～5:10。

在一种实施方式中，所述硅油稳定剂为直链C16-18脂肪醇乙氧基化物(55EO)，也称为AEO80-68S。

在一种实施方式中，所述酸为冰醋酸、甲酸或柠檬酸等中的一种或多种。

本发明实施例提供一种高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液，其中，采用本发明实施例所述的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液的制备方法制备得到。

下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。

实施例1：

氨基改性大分子有机硅原油的制备过程如下：采用有机硅环体D4与氨基封头剂QH-612按照100:3的质量比混合得到第一混合物，在90℃下，按照质量比，加入占第一混合物0.3％的碱性催化剂四甲基氢氧化铵进行平衡反应4小时，再加入占第一混合物2％的硅烷偶联剂QH-121在100℃下反应2小时，然后加入占第一混合物30％的平均分子量为500万的羟基二甲基硅氧基封端的聚二甲氧基硅烷在120℃下平衡反应2小时，从而制备出氨基改性大分子有机硅原油。

高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液制备过程如下：以30％硅油质量百分比含量进行乳化计，将有机硅交联剂与氨基改性大分子有机硅原油按照1:19的质量加入反应釜中，开动搅拌，在100℃下反应0.5小时，得到硅油混合物；按质量比计，加入占硅油混合物45％的助乳化剂丙三醇和5％的乙二醇单丁醚、占硅油混合物8％的乳化剂、占硅油混合物2％的硅油稳定剂AEO80-68S，搅拌均匀后加入占硅油混合物1％的冰醋酸，在搅拌条件下加入占硅油混合物172.3％的水，从而制得30％硅含量的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液。其中乳化剂包括异构十三醇聚氧乙烯醚TO-5和TO-7，其中两者的质量比为1:1。

物料配比如下表1：

表1、物料配比

实施例2：

氨基改性大分子有机硅原油的制备过程如下：采用有机硅环体DMC与氨基封头剂QH-612按照100:15的质量比混合得到第一混合物，在140℃下，按照质量比，加入占第一混合物0.5％的碱性催化剂KOH进行平衡反应6小时，再加入占第一混合物1％的硅烷偶联剂QH-110在100℃下反应2小时，然后加入占第一混合物10％的平均分子量为60万的甲基乙烯基硅橡胶在110℃下平衡反应2小时，从而制备出高油乳比型氨基改性大分子有机硅原油。

高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液制备过程如下：以30％硅含量进行乳化计，将有机硅交联剂与高油乳比型氨基改性大分子有机硅原油按照1:3的质量加入反应釜中，开动搅拌，在50℃下反应2小时，得到硅油混合物；按质量比计，加入占硅油混合物100％的助乳化剂丙三醇、占硅油混合物5％的乳化剂、占硅油混合物1％的硅油稳定剂AEO80-68S，搅拌均匀后加入占硅油混合物2％的冰醋酸，在搅拌条件下加入占硅油混合物125.3％的水，从而制得30％硅含量的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液。其中乳化剂包括异构十三醇聚氧乙烯醚TO-5。

物料配比如下表2：

表2、物料配比

实施例3：

氨基改性大分子有机硅原油的制备过程如下：采用有机硅环体DMC与氨基封头剂QH-612按照100:3的质量比混合得到第一混合物，在100℃下，按照质量比，加入占第一混合物0.3％的碱性催化剂NaOH进行平衡反应6小时，再加入占第一混合物8％的硅烷偶联剂KBM-602在100℃下反应2小时，然后加入占第一混合物50％的平均分子量为200万的羟基二甲基硅氧基封端的聚二甲氧基硅烷在120℃下反应4小时，从而制备出氨基改性大分子有机硅原油。

高油乳比氨基改性大分子有机硅乳液制备过程如下：以30％硅含量进行乳化计，将有机硅交联剂与氨基改性大分子有机硅原油按照1:9的质量比加入反应釜，开动搅拌，在70℃下反应1小时，得到硅油混合物；按质量比计，加入占硅油混合物95％的丙三醇和5％的乙二醇单丁醚、占硅油混合物10％的乳化剂，搅拌均匀后加入占硅油混合物3％的甲酸，在搅拌条件下加入占硅油混合物120.3％的水，从而制得30％硅含量的高油乳比氨基改性大分子有机硅乳液。其中乳化剂包括异构十三醇聚氧乙烯醚TO-5和TO-7，其中两者的质量比为2:1。

物料配比如下表3：

表3、物料配比

实施例4：

氨基改性大分子有机硅原油的制备过程如下：采用有机硅环体DMC与氨基封头剂QH-612按照100:8的质量比混合得到第一混合物，在130℃下，按照质量比，加入占第一混合物0.4％的碱性催化剂LiOH进行平衡反应4小时，再加入占第一混合物0.2％的硅烷偶联剂QH-121在130℃下反应4小时，然后加入占第一混合物25％的平均分子量为500万的羟基二甲基硅氧基封端的聚二甲氧基硅烷在130℃下平衡反应2小时，从而制备出氨基改性大分子有机硅原油。

高油乳比氨基改性大分子有机硅乳液制备过程如下：以30％硅含量进行乳化计，在氨基改性大分子有机硅原油中加入20％的助乳化剂丙三醇和10％的乙二醇单丁醚、占硅油10％的乳化剂、占硅油2％的硅油稳定剂AEO80-68S，搅拌均匀后加入占硅油混合物0.5％的柠檬酸，在搅拌条件下加入占硅油混合物190.83％的水，从而制得30％硅含量的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液。其中乳化剂包括异构十三醇聚氧乙烯醚TO-5和TO-7，其中两者的质量比为4:1。

物料配比如下表4：

表4、物料配比

手感评价

对比标准：将以上30％硅含量的高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液配置成80g/L的工作液，对纯白色丝光拉架布进行整理，采用一浸一轧工艺，在160℃定型时间90秒。

评价方法：手感主要从柔软、平滑和细腻度方面考察，由多名专家盲摸，5级为最好，1级为最差。比较结果如下表5：

表5、比较结果

经高油乳比型氨基改性大分子有机硅乳液实施例整理后的纺织品的手感细腻度明显好于传统乳化工艺有机硅整理后的织物，同时软、滑等各项指标都有明显增强。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。