[发明专利]一种嵌段季铵基改性聚硅氧烷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种嵌段季铵基改性聚硅氧烷及其制备方法。本发明合成了端叔胺基含硅聚醚，根据相似相容原理，在无溶剂条件下，端叔胺基聚醚的氨基与端环氧硅油的环氧基能够发生均相开环加成反应，真正实现了无溶剂(AB)n型或(ABA)n嵌段共聚改性硅油的合成技术，而且在端叔胺基聚醚的分子结构中引入硅氧烷，使得在其链两端和链中均含有氨基，较现有普通叔胺的氨基含量明显提高，且具能自由旋转的硅氧键(Si‑O)，由其作为中间体，制得嵌段季铵基改性聚硅氧烷(俗称嵌段硅油)的柔软性能也大大提升。

技术领域

本发明属于化工材料领域，具体涉及一种嵌段季铵基改性聚硅氧烷及其制备方法。

背景技术

随着经济的持续高速增长以及全球对环保的重视，人们对有机硅柔软整理剂的产品品质提出了新的期望和要求。有机硅柔软剂，作为一种纺织印染的后整理助剂，正朝着多功能、短流程化、绿色环保方面发展。目前，三元共聚技术是有机硅柔软整理剂聚合的主流新技术，即线性嵌段聚醚氨基三元共聚改性硅油，也称(AB)n型或(ABA)n嵌段共聚改性硅油，该类有机硅整理剂手感突出、耐酸碱稳定性好、不易粘辊等特点，近几年已被广大印染厂所接受，市场份额正在逐渐上升，占硅油整理剂50％左右。但目前市场上的嵌段硅油产品仍存在一些的缺陷：首先，合成此类嵌段硅油技术中，需要用到大量的异丙醇或乙二醇单丁醚作为溶剂，异丙醇沸点低、闪点低，易燃、易爆，这为生产和运输过程中埋下了诸多安全隐患；其次，其次，大量溶剂如异丙醇或乙二醇单丁醚在整理剂中存在，使得处理后的织物出现色光现象，同时降低了织物的湿摩擦色牢度和干摩擦色牢度，如若用高沸点溶剂置换，生产成本将大幅度增加；最后，含有大量溶剂(异丙醇或乙二醇单丁醚)在后整理加热定型过程中，直接挥发至空气中，明显增加了染厂的VOC排放，长期吸入或接触有机溶剂对工人及周边居民的身体健康均会造成一定损害。

专利文献CN109535428A公开了以下技术方案：采用不同分子量的端含氢硅油和不同分子量的环氧封端烯丙基聚醚为原料，首先制得环氧聚醚硅油；然后在异丙醇或乙二醇丁醚溶剂存在下，与小分子二胺进一步反应制得聚铵改性聚醚硅油。该嵌段共聚合成硅油时，溶剂使用量为反应体系的10-50％。

专利文献CN10940304A公开了以下技术方案，以端叔胺基封头剂作为原料合成相应的端叔胺基硅油，在异丙醇、乙二醇丁醚等溶剂存在下，再分别与氯烃基硅烷偶联剂和端环氧基聚醚进行季铵化反应，制得了多元烷氧基封端的嵌段聚醚氨基硅油。其中溶剂的用量为反应体系的30％～80％。

专利文献CN107522866A公开了以下技术方案，一种无溶剂嵌段硅油的制备方法如下：将环氧双封头(即1，3-二(3-缩水甘油丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)和聚醚胺反应得到含羟基的多胺偶联剂中间体，然后将得到的含羟基的多胺偶联和有机硅单体剂依次加入到反应瓶中，搅拌后加入碱性催化剂有机酸，升温反应4-12h后得到无溶剂嵌段硅油。该合成方法与普通氨基硅油合成方法基本类似，严格意义上讲，还是属于氨基硅油的合成范畴，其胺基基本上在分子链的两端，无法得到(AB)n型或(ABA)n嵌段硅油，且经其硅油乳液整理后的棉织物，亲水性较差。该反应为平衡反应，其合成转率一般在90％左右，若要得到低挥发份的硅油，则需反应后期通过高温减压蒸馏除去低沸物，但由于合成的硅油其粘度较大，除去低沸物所需能耗相当大，且当低挥发份小于1％时，经常容易发生结胶现象，故很难实现硅油原油产品中D4、D5和D6均小于1000ppm的要求，无法满足欧盟RICH法规中高关注度物质限定要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种嵌段季铵基改性聚硅氧烷及其制备方法，以提升嵌段季铵基改性聚硅氧烷的柔软性能。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种嵌段季铵基改性聚硅氧烷，其结构式如下：

其中，n为选自5-160的整数，m为选自2-20的整数。

进一步地，n更优选为50-160的整数，m更优选为3-15的整数。