专利名称：季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于化工技术领域，涉及一种用于棉及其混纺织物的后整理剂的季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物及其制备方法和应用。
背景技术：
目前，文献上已公开的具有季铵基有机聚硅氧烷化合物，从分子结构形态而言，主要分为两大类:一类是具有季铵侧基聚硅氧烷有机共聚物，例如CN 1284515A、CN1468887A发明所述，其主要用作织物和纤维的整理剂；另一类是季铵基嵌在主链中为线性结构聚硅氧烷有机共聚物，例如EP17121中公开了聚合物结构为α，ω 一季铵基有机聚硅氧烷，而DE3340708所述的季铵基是在主链上的有机聚硅氧烷线性嵌段共聚物。这些发明的产物主要用作织物亲水性柔软、抗菌整理剂、毛发调理剂等。以上两种结构的季铵基聚硅氧烷有机共聚物用作织物柔软剂，整理后的织物都具有良好的柔软、滑爽和较低泛黄及亲水等性能。但仍然存在手感挺弹、蓬松和耐洗等性能不足的缺陷，特别是用于棉及其混纺织物的亲水后整理剂更明显不足。从分子结构而言，不论季铵侧基还是季铵基线性聚硅氧烷有机共聚物，用作织物亲水后整理剂，特别用于棉及其混纺织物的亲水后整理剂，如果希望其赋予织物柔软、干爽、挺弹的手感，就必须做到:要么共聚物具有足够大的分子量，要么分子中具有足够量的活性基团，或两者兼备，以便在整理时活性基团交联成更大分子，从而使整理后的织物达到理想手感性能。然而，季铵侧 基类化合物在制备和储运过程中，由于分子结构存在大量活性基团而继续发生化学反应，过早交联甚至胶化而无法使用。而季铵基线性聚硅氧烷有机共聚物的活性基团都存在于主链上，由于长分子链的卷曲出现屏蔽、位阻等现象，大大降低了活性基团进一步交联的几率，达不到应有的分子量，不能达到理想手感。因此，希望找到其它结构的季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物，克服上述缺陷。
发明内容
本发明的根本目的是克服上述技术存在的缺陷，提供一种以线性季铵基有机聚硅氧烷为主链，并嵌入适量侧链季铵基的有机聚硅氧烷高分子化合物，以及其作为棉及其混纺织物的后整理剂应用，以达到整理后的织物具有手感丰满、松软、干滑爽、亲水等优异性倉泛。季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物，其含有通式(I )所示的季铵基有机聚硅氧烷化合物结构单元:
{ - Zt - [Y - R2SiO - (R2SiO)m -Y-V-Jb- [Y - (R2SiO)m - R2SiO -Y-W-]a} η +.n (2a + 2b + 3t) X "( I )
式中:
R是C1-C12相同或者不同的烷基、芳基；
X _是有机或无机阴离子；
权利要求
1.一种季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物，其特征在于含有通式(I )所示的季铵基有机聚硅氧烷化合物结构单元: { - Zt - [Y - R2SiO - (R2SiO)m -Y-V-Jb- [Y - (R2SiO)m - R2SiO -Y-W-]a} η +.n (2b + 2a + 3t) X "( I ) 式中: R是C1-C12相同或者不同的烷基、芳基； X _是有机或无机阴离子； m选自I 一 500的整数； a选自I 一 500的整数； b选自I 一 200的整数； t选自O — 50的整数； η选自I 一 200的整数， Y选自如下所示基团之一:—CH2CH2CH20CH2CH (OH) CH2-、-CH2CH2CH2O [CH2CH2CH2O] j [CH (CH3) CH2O] jCH2CH (OH) CH2-, 其中: i选自0 — 200的整数， j选自O — 200的整数； V为如下所示基团之一: —H2NCH (CH3) CH2 [OCH (CH3) CH2] e [OCH2CH2] f [OCH (CH3) CH2] hNH2 —、—H2NCH (CH3) CH2 [OCH (CH3) CH2] XNH2 —， 其中: e + h选自0 — 50的整数； f选自O — 100的整数；X 选自 I — 100 ; W为如下所示基团之一:
2.如权利要求1所述的季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物，其特征在于通式(I )中: R选自C1 一 C6烷基、芳基； X _是有机或无机阴离子； m选自1 一 300的整数； a选自1 一 300的整数； b选自1 — 100的整数； t选自O — 30的整数； η选自1 — 100的整数 Y选自如下基团之一: —ch2ch2ch2och2ch (OH) CH2-、 -CH2CH2CH2O [CH2CH2CH2O] j [CH (CH3) CH2O] jCH2CH (OH) CH2-, 其中: i选自O — 100的整数， j选自O — 100的整数； V为如下所示基团之一:—H2NCH (CH3) CH2 [OCH (CH3) CH2] e [OCH2CH2] f [OCH (CH3) CH2] hNH2 —、 -H2NCH (CH3) CH2 [OCH (CH3) CH2] XNH2 — 其中: e + h选自I — 20的整数， f选自I 一 50的整数， X选自I — 80 ; W选自如下所示基团之一:
3.如权利要求1或2所述的季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物，其特征在于通式(I ) 中: R选自甲基； X _是有机或无机阴离子； m选自20 — 200的整数； a选自I 一 200的整数； b选自I 一 80的整数； t选自O — 10的整数； η选自I 一 50的整数； Y选自如下基团:—CH2CH2CH20CH2CH (OH) CH2—或-CH2CH2CH2O [CH2CH2CH2O] j [CH (CH3) CH2O] jCH2CH (OH) CH2-， 其中: i选自2 — 20的整数， j选自O — 15的整数； V为如下所示基团:—H2NCH (CH3) CH2 [OCH (CH3) CH2] e [OCH2CH2] f [OCH (CH3) CH2] hNH2 —或—H2NCH (CH3) CH2 [OCH (CH3) CH2] XNH2 —， 其中: e + h选自3 — 10的整数， f选自8 — 40的整数，X选自I — 70 ; W选自如下所示基函:
4.如权利要求1所述的季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物的制备方法，其特征在于，包括下述几个步骤: .1、α，ω-氢聚硅氧烷中间体的制备 将八甲基环四硅氧烷、1，1，3，3—四甲基二硅氧烷按比例加入反应瓶中；搅拌下加入酸性催化剂，用量为有机硅反应物总质量的I 一 8% ;并加热升温，在30 - 80°C反应10 — 4小时；然后除去催化剂；再升温，蒸馏除去低沸物，得到α，ω-氢聚硅氧烷中间体， I1、α，ω-环氧基聚硅氧烷中间体的制备 将步骤I制得的α，ω 一氢聚硅氧烷中间体与不饱和端环氧基化合物，在钼催化剂存在下进行加成反应，制得α，ω 一环氧基聚硅氧烷中间体，适用的不饱和端环氧基化合物有:CH2 = CHCH20CH2CH (O) CH2、CH2 = CHCH2O[CH2CH2CH2O] j [CH(CH3) CH2O] jCH2CH(O) CH2 (II), 其中:i选自2 — 20的整数，j选自I 一 15的整数； 钼催化剂有:氯钼酸烯烃螯合物、氯钼酸丁醇螯合物、氯钼酸、钼甲基乙烯基环硅氧烷螯合物、钼_1，3-二乙烯基-1，1,3, 3-四甲基二硅氧烷的螯合物、H(PtClH3.CH=CH)邻苯二甲酸二乙酯、二吡啶-二钼-二碘化合物、三甲基-二吡啶-钼-碘化合物〔(CH3)3Pt (C6H5N)2I);钼的用量为4 30ppm ;反应温度为70 140。。;反应时间为2 10小时；再升温至90 110°C，减压除去低沸点化合物，得到α，ω-环氧基聚硅氧烷中间体， III、季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物的制备 将步骤II制得的α，ω-环氧基聚有机硅氧烷中间体与多官能基伯胺、多官能基仲胺、多官能基叔胺以及无机酸、有机酸，在溶剂存在下进行季铵化反应，制得季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物。
5.如权利要求1所述的季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物在作为棉及其混纺织物后整理的亲水性柔软剂上的应用。
全文摘要
本发明属于化工技术领域，涉及一种季铵基有机聚硅氧烷高分子化合物，其含有通式(Ⅰ)所示的季铵基有机聚硅氧烷化合物结构单元。本发明通过提供一种以线性季铵基有机聚硅氧烷为主链，并嵌入适量侧链季铵基的有机聚硅氧烷高分子化合物，以达到整理后的织物具有手感丰满、松软、干滑爽、亲水等优异性能。
文档编号C08G77/12GK103113590SQ20131001567
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者高雏燕 申请人:杭州美高华颐化工有限公司