本發(fā)明涉及化工及高分子化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
柔軟劑是指能夠吸附于織物纖維并使纖維表面平滑以改變手感使產(chǎn)品更具有舒適感的一類化學(xué)物質(zhì)。有機(jī)硅類柔軟劑是一類性能優(yōu)越、效果突出、應(yīng)用廣泛的柔軟劑。有機(jī)硅發(fā)展至今，大約經(jīng)歷了四個(gè)階段，第一階段是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的二甲基硅油乳液；第二、三階段是20世紀(jì)80年代通過在二甲基硅油中引入活性基（如環(huán)氧改性有機(jī)硅、羥基改性有機(jī)硅、乳液聚合型改性有機(jī)硅及氨基改性有機(jī)硅柔軟劑）及20世紀(jì)90年代出現(xiàn)有機(jī)硅接枝聚醚鏈段，以改善親水性；第四階段是以21世紀(jì)美國邁圖公司為首的三元共聚嵌段硅油，這類產(chǎn)品的穩(wěn)定性較以前有了大幅度提升，其原理是通過兩端為環(huán)氧基硅油與二元聚醚胺反應(yīng)，將聚醚類親水鏈段嵌入至有機(jī)硅分子中，以提升有機(jī)硅分子的穩(wěn)定性；但其離子性為弱陽離子，在一些陰離子環(huán)境下還是不能穩(wěn)定使用。
因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的柔軟劑其使用受到限制的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其中，包括步驟：
首先將端含氫硅油與烯丙基聚氧乙烯環(huán)氧基醚或者烯丙基聚氧丙烯環(huán)氧基醚按照0.48~0.5：1的摩爾比混合得到混合物，按質(zhì)量比計(jì)加入占混合物10~40%的溶劑，再加入催化劑后，在80~140℃下進(jìn)行加成反應(yīng)2~8小時(shí)，合成出中間產(chǎn)物；
然后按照中間產(chǎn)物與仲胺聚醚的摩爾比為0.5~2:1的比例加入仲胺聚醚，在80~140℃下反應(yīng)3~30小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，再按照磺化劑與仲胺聚醚摩爾比為0.2~2:1的比例加入磺化劑，在50~120℃下反應(yīng)2~6小時(shí)，從而制得甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑。
所述的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其中，所述的端含氫硅油為平均分子量為2000~20000的兩端為二甲基硅氫鍵封端的二甲基硅氧烷。
所述的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其中，所述的烯丙基聚氧乙烯環(huán)氧基醚或者烯丙基聚氧丙烯環(huán)氧基醚的結(jié)構(gòu)通式為CH2=CHCH2O(C2H4O)n(CH2CH(CH3)O)mCH2(CHCH2)O，式中m為0~30的整數(shù)，n為2~40的整數(shù)。
所述的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其中，所述的溶劑為異丙醇、乙二醇單丁醚、己二醇和丙二醇中的一種或多種混合物。
所述的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其中，所述的催化劑為氯鉑酸。
所述的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其中，所述的仲胺聚醚為兩端為仲胺基封端的聚氧乙烯醚或者聚氧丙烯醚；所述仲胺聚醚的結(jié)構(gòu)通式為HN(CH3)(CH2CH(CH3)O)a(C2H4O)b(CH2CH(CH3)O)cCH2(CH3)CH(CH3)NH，式中a為1~40之間的整數(shù)，b為0~30之間的整數(shù)，c為1~40之間的整數(shù)。
所述的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其中，所述的磺化劑為1,3-丙烷磺內(nèi)酯或1,4-丁烷磺內(nèi)酯中的一種或兩種混合物。
所述的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其中，所述中間產(chǎn)物與仲胺聚醚的摩爾比1:1。
一種甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑，其中，采用如上任一項(xiàng)所述的制備方法制成。
有益效果：本發(fā)明所制備的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的穩(wěn)定性好，適用性廣，經(jīng)其處理后的紡織面料，手感柔軟、蓬松，平滑性佳，而且親水性能優(yōu)異。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明所提供的一種甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的制備方法，其包括步驟：
首先將端含氫硅油與烯丙基聚氧乙烯環(huán)氧基醚或者烯丙基聚氧丙烯環(huán)氧基醚按照0.48~0.5：1的摩爾比混合得到混合物，按質(zhì)量比計(jì)加入占混合物10~40%的溶劑，再加入催化劑后，在80~140℃下進(jìn)行加成反應(yīng)2~8小時(shí)，合成出中間產(chǎn)物；
然后按照中間產(chǎn)物與仲胺聚醚的摩爾比為0.5~2:1的比例加入仲胺聚醚，在80~140℃下反應(yīng)3~30小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，再按照磺化劑與仲胺聚醚摩爾比為0.2~2:1的比例加入磺化劑，在50~120℃下反應(yīng)2~6小時(shí)，從而制得甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑。
本發(fā)明的主要步驟是首先將端含氫硅油與烯丙基聚氧乙烯（丙烯）環(huán)氧基醚按照一定比例加入溶劑中，在催化劑的作用下合成出端環(huán)氧封端的乙烯基聚醚封端的聚端氫二甲基硅氧烷；然后與仲胺聚醚反應(yīng)，合成出分子鏈中含有季銨結(jié)構(gòu)的聚醚胺嵌段硅油，最后加入磺化劑進(jìn)行反應(yīng)，從而制得甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑。本發(fā)明所制備的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的穩(wěn)定性好，適用性廣，經(jīng)其處理后的紡織面料，手感柔軟、蓬松，平滑性佳，而且親水性能優(yōu)異。
進(jìn)一步，所述的端含氫硅油為平均分子量為2000~20000的兩端為二甲基硅氫鍵封端的二甲基硅氧烷。
進(jìn)一步，所述的烯丙基聚氧乙烯環(huán)氧基醚或者烯丙基聚氧丙烯環(huán)氧基醚的結(jié)構(gòu)通式為CH2=CHCH2O(C2H4O)n(CH2CH(CH3)O)mCH2(CHCH2)O，式中m為0~30的整數(shù)，n為2~40的整數(shù)。
進(jìn)一步，所述的溶劑為異丙醇、乙二醇單丁醚、己二醇和丙二醇中的一種或多種混合物。
進(jìn)一步，所述的催化劑為氯鉑酸。
進(jìn)一步，所述的仲胺聚醚為兩端為仲胺基封端的聚氧乙烯醚或者聚氧丙烯醚；所述仲胺聚醚的結(jié)構(gòu)通式為HN(CH3)(CH2CH(CH3)O)a(C2H4O)b(CH2CH(CH3)O)cCH2(CH3)CH(CH3)NH，式中a為1~40之間的整數(shù)，b為0~30之間的整數(shù)，c為1~40之間的整數(shù)。
進(jìn)一步，所述的磺化劑為1,3-丙烷磺內(nèi)酯或1,4-丁烷磺內(nèi)酯中的一種或兩種混合物。
進(jìn)一步，所述中間產(chǎn)物與仲胺聚醚的摩爾比1:1。
在上面制得的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑中，為得到較好的乳液，可加入占甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑總質(zhì)量10%的乳化劑，其中乳化劑把控異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1350和異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1350，兩者質(zhì)量比為1:1，攪拌均勻后加入占甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑總質(zhì)量0.2%的冰醋酸，在攪拌條件下加入占占甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑總質(zhì)量58.8%的水進(jìn)行乳化，從而制得30%硅含量的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑乳液。
本發(fā)明還提供一種甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑，其采用如上任一項(xiàng)所述的制備方法制成。
實(shí)施例1
首先將平均分子量為8000的端含氫硅油與烯丙基聚氧乙烯環(huán)氧基醚AEH-2000按照摩爾比為0.5：1加入四口燒瓶中得到混合物，加入混合物總質(zhì)量30%的乙二醇單丁醚，再加入20ppm的催化劑氯鉑酸后在120℃下進(jìn)行加成反應(yīng)4小時(shí)，合成出中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物為端環(huán)氧封端的乙烯基聚醚封端的聚端氫二甲基硅氧烷；然后按照與中間產(chǎn)物摩爾比為1:1的比例加入仲胺聚醚SD-231，在110℃下反應(yīng)8小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，再按照1,4-丁烷基內(nèi)酯與仲胺聚醚的摩爾比為2:1的比例加入1,4-丁烷基內(nèi)酯，在120℃反應(yīng)2小時(shí)，從而制得甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑。
實(shí)施例2
首先將平均分子量為13000的端含氫硅油與烯丙基聚氧乙烯環(huán)氧基醚AEH-1000按照摩爾比為0.48：1加入四口燒瓶中得到混合物，加入混合物總質(zhì)量40%的異丙醇，再加入8ppm的催化劑氯鉑酸后在80℃下進(jìn)行加成反應(yīng)8小時(shí)，合成出中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物為端環(huán)氧封端的乙烯基聚醚封端的聚端氫二甲基硅氧烷；然后按照與中間產(chǎn)物摩爾比為1:1的比例加入仲胺聚醚SD-401，在80℃下反應(yīng)20小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，再按照1,3-丙烷基內(nèi)酯與仲胺聚醚摩爾比為1:1的比例加入1,3-丙烷基內(nèi)酯，在70℃反應(yīng)4小時(shí)，從而制得甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑。
實(shí)施例3
首先將平均分子量為2000的端含氫硅油與烯丙基聚氧乙烯環(huán)氧基醚AEH-400按照摩爾比為0.5：1加入四口燒瓶中得到混合物，加入混合物總質(zhì)量20%的己二醇，再加入12ppm的催化劑氯鉑酸后在140℃下進(jìn)行加成反應(yīng)2小時(shí)，合成出中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物為端環(huán)氧封端的乙烯基聚醚封端的聚端氫二甲基硅氧烷；然后按照與中間產(chǎn)物摩爾比為2:1的比例加入仲胺聚醚SD-401，在110℃下反應(yīng)8小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，再按照1,3-丙烷基內(nèi)酯與仲胺聚醚摩爾比為2:1的比例加入1,3-丙烷基內(nèi)酯，在50℃反應(yīng)6小時(shí)，從而制得甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑。
實(shí)施例4
首先將平均分子量為20000的端含氫硅油與烯丙基聚氧乙烯環(huán)氧基醚E480按照摩爾比為0.5：1加入四口燒瓶中得到混合物，加入混合物總質(zhì)量10%的戊二醇，再加入20ppm的催化劑氯鉑酸后在130℃下進(jìn)行加成反應(yīng)6小時(shí)，合成出中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物為端環(huán)氧封端的乙烯基聚醚封端的聚端氫二甲基硅氧烷；然后按照與中間產(chǎn)物摩爾比為1:1的比例加入仲胺聚醚SD-2001，在110℃下反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，再按照1,4-丁烷基內(nèi)酯與仲胺聚醚摩爾比為1:5的比例加入1,4-丁烷基內(nèi)酯，在80℃反應(yīng)4小時(shí)，從而制得甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑。
在上面制得的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑中，為得到較好的乳液，可加入占甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑總質(zhì)量10%的乳化劑，其中乳化劑把控異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1350和異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1350，兩者質(zhì)量比為1:1，攪拌均勻后加入占甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑總質(zhì)量0.2%的冰醋酸，在攪拌條件下加入占占甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑總質(zhì)量58.8%的水進(jìn)行乳化，從而制得30%硅含量的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑乳液。
手感評價(jià)
對比標(biāo)準(zhǔn)：將以上30%硅含量的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑乳液配置成60g/L的工作液，對純白色純棉拉架布進(jìn)行整理，在150~160℃下定型120秒。
評價(jià)方法：手感主要從平滑性和細(xì)膩度方面考察，由多名專家盲摸，5級為最好，1級為最差。
親水性評價(jià)
對比標(biāo)準(zhǔn)：將以上30%硅含量的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑乳液配置成60g/L的工作液，對純白色純棉拉架布進(jìn)行整理，在150~160℃下定型120秒。
評價(jià)方法：將水滴滴加在整理織物的表面上，計(jì)算水滴完全在織物上鋪展開吸收的時(shí)間，單位為s。
比較結(jié)果如下表一：
表一
從以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明所制備的甜菜堿型兩性有機(jī)硅柔軟劑的穩(wěn)定性好，適用性廣，經(jīng)其處理后的紡織面料，手感柔軟、蓬松，平滑性佳，而且親水性能優(yōu)異。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。