專利名稱：一種陽離子氨基硅油微乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織品柔軟整理劑及其制備方法，更具體地說，是涉及一種氨基硅油 微乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
氨基改性有機(jī)硅微乳液是目前所有改性有機(jī)硅微乳液中應(yīng)用較為廣泛的一種，是 紡織行業(yè)中常用的改進(jìn)織物柔軟性的產(chǎn)品之一，該微乳液粒徑小，乳液的抗剪切穩(wěn)定性、耐 熱穩(wěn)定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性都很優(yōu)異，在紡織工業(yè)中對(duì)織物柔軟性起著重要作用，由于氨基能 與織物表面的羥基、羧基等相互作用，能增加有機(jī)硅對(duì)纖維的親和力，提高整理后織物的耐 洗性；氨基能與織物表面的羥基、羧基相互作用使硅氧烷能定向地附著于織物的表面，能產(chǎn) 生優(yōu)良的手感，使織物纖維之間的摩擦系數(shù)下降，從而達(dá)到了良好的柔軟整理效果。用其整 理后的纖維織物制品具有柔軟滑爽的舒適感，是整理棉、麻、絲綢、毛紡織品等天然纖維及 聚醋、聚酰胺、聚丙烯醋類合成纖維最重要的柔軟劑。氨基能提高有機(jī)硅的親水性，易于乳化。目前，用作柔軟劑的氨基改性有機(jī)硅微乳 液大多先通過本體聚合制備氨基硅油，再用合適的乳化劑進(jìn)行微乳化。但是，本體聚合需較 高的溫度，并且此法制備過程復(fù)雜，成本高。采用乳液聚合技術(shù)制備有機(jī)硅微乳液，使聚合、 乳化操作一步完成，可解決了高摩爾質(zhì)量聚合物的乳化問題，其乳液與機(jī)械乳化的乳液相 比，顆粒小而均勻，穩(wěn)定性好，制得的聚合物摩爾質(zhì)量容易控制，是比本體聚合更為合適的 氨基硅油制備方法。陽離子型有機(jī)硅微乳液帶有正電荷，能與帶負(fù)電荷的纖維很好地結(jié)合，使得吸附 在纖維上的聚硅氧烷充分發(fā)揮其特性，獲得特別柔軟、滑爽的織物手感，而且還使處理過的 織物具有抗靜電性。但陽離子有機(jī)硅乳液通常存在穩(wěn)定性差，在生產(chǎn)和存貯中存在漂油等 問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、 成本低、整理后織物手感好的陽離子氨基硅油微乳液。本發(fā)明的另一目的是提供一種采用雙預(yù)乳液滴加工藝制備上述的陽離子氨基硅 油微乳液的方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種陽離子氨基硅油微乳液，由有機(jī)硅氧烷單體、硅烷偶聯(lián) 齊U、乳化劑、催化劑和水組成，各組分的重量面分比如下有機(jī)硅氧烷單體5 30 %，硅烷偶聯(lián)劑0. 1 0. 5 %，陽離子乳化劑3 10%，非離子乳化劑2 8%，堿性催化劑0. 1 0. 5%，余量為水，各組分的重量之和為100%。本發(fā)明的陽離子氨基硅油微乳液的制備方法包括了以下的步驟a)將有機(jī)硅氧烷單體，陽離子乳化劑、非離子乳化劑預(yù)乳化成預(yù)乳液I ；
b)在反應(yīng)釜中放入水、陽離子乳化劑、非離子乳化劑并加熱到60 90°C，然后加 入催化劑；從步驟a)生成的預(yù)乳液I中取50%的預(yù)乳液I滴加至反應(yīng)釜內(nèi)；c)在步驟a)生成的預(yù)乳液I所剩余的50%預(yù)乳液I中加入硅烷偶聯(lián)劑、陽離子 乳化劑、非離子乳化劑預(yù)乳化成預(yù)乳液II ；d)待步驟b)的預(yù)乳液I滴加完成后，將預(yù)乳液II滴加至反應(yīng)釜內(nèi)；e)保溫反應(yīng)6 12h后降至室溫，加入中和酸，得到陽離子氨基硅油微乳液。上述陽離子氨基硅油微乳液的制備方法，在步驟b)中，預(yù)乳液I的滴加時(shí)間為 1 2h。上述陽離子氨基硅油微乳液的制備方法，在步驟d)中，所述預(yù)乳液II的滴加時(shí)間 為1 2h。上述陽離子氨基硅油微乳液的制備方法，預(yù)乳液I和預(yù)乳液II的滴加時(shí)間總和小 于或等過4h。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明方法制得的陽離子氨基硅油微乳液，乳液粒徑很小，在50 IOOnm之間。 其固含量在10 36%范圍內(nèi)，本發(fā)明的陽離子氨基硅油微乳液抗剪切穩(wěn)定性、耐熱穩(wěn)定性 和貯存穩(wěn)定性都非常優(yōu)異。2)本發(fā)明的陽離子氨基硅油微乳液外觀透明或半透明，因其帶有正電荷陽離子， 能與帶負(fù)電荷的纖維織物很好地結(jié)合，使有機(jī)硅與纖維織物形成非常牢固的取向吸附，降 低纖維或織物間的摩擦系數(shù)，使織物具有特別柔軟、滑爽、豐滿的手感品質(zhì)。是整理棉、麻、 絲綢和毛紡品等天然纖維及聚酯、聚酰胺、聚丙烯酯類合成纖維的優(yōu)良柔軟劑。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以雙預(yù)乳液滴加的工藝制備一種穩(wěn)定性能優(yōu)異的陽離子氨基硅油微乳液， 一種織物柔軟處理助劑，使織物經(jīng)整理后具有柔軟滑爽的手感。該陽離子氨基硅油微乳液 由如下組分按一定的質(zhì)量百分比組成有機(jī)硅氧烷單體5 30 %，硅烷偶聯(lián)劑0. 1 0. 5 %，陽離子乳化劑3 10%，非離子乳化劑2 8%，堿性催化劑0. 1 0. 5%，余量為水，各組分的重量之和為100%。其中，有機(jī)硅氧烷單體選自α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷或 六甲基環(huán)三硅氧烷?；蛘呤菑纳鲜鋈N物質(zhì)中選取其中兩種的混合物。硅烷偶聯(lián)劑從以下物質(zhì)中選擇取，可以只選取其中的一種，也可以選取其中的兩 種或多種物質(zhì)混合而成?？勺鳛楣柰榕悸?lián)劑的化合物有Ν-β-氨乙基-Y氨丙基甲基二甲 氧基硅烷，Ν-β-氨乙基-γ氨丙基三甲氧基硅烷，3-(2_氨乙基)-氨丙基三乙氧基硅烷， 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，3-氨 丙基三乙氧基硅烷，二乙烯基三胺基甲基二甲氧基硅烷，3-(Ν-環(huán)己基胺)丙基甲基二甲氧 基硅烷，3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷。陽離子乳化劑從以下物質(zhì)中選擇取，可以只選取其中的一種，也可以選取其中的 兩種或多種物質(zhì)混合而成。作為陽離子乳化劑的化合物有十二烷基三甲基氯化銨，十六
烷基三甲基氯化銨，十八烷基三甲基氯化銨，雙癸基二甲基氯化銨，辛基/癸基二甲基氯化銨，牛油基三甲基氯化銨，椰油基三甲基氯化銨，椰油基聚氧乙烯醚甲基硫酸甲酯銨，十八 烷基三甲基硫酸甲酯銨。非離子乳化劑可選直連或異構(gòu)脂肪醇聚氧乙烯醚類、壬基酚聚氧乙烯醚類表面 活性劑，要求該表面活性劑的親水親油平衡值(HLB值)在7 14間。堿性催化劑從以下物質(zhì)中選擇取，可以只選取其中的一種，也可以選取其中的兩 種或多種物質(zhì)混合而成。具體包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、四甲基氫氧化銨的水溶 液或醇溶液。陽離子氨基硅油微乳液的制備方法步驟如下a)將有機(jī)硅氧烷單體，陽離子乳化劑、非離子乳化劑預(yù)乳化成預(yù)乳液I ；b)在反應(yīng)釜中放入水、陽離子乳化劑、非離子乳化劑并加熱到60 90°C，然后加 入催化劑；從步驟a)生成的預(yù)乳液I中取50%的預(yù)乳液I滴加至反應(yīng)釜內(nèi)；c)在步驟a)生成的預(yù)乳液I所剩余的50%預(yù)乳液I中加入硅烷偶聯(lián)劑、陽離子 乳化劑、非離子乳化劑預(yù)乳化成預(yù)乳液II ；d)待步驟b)的預(yù)乳液I滴加完成后，將預(yù)乳液II滴加至反應(yīng)釜內(nèi)；預(yù)乳液I和 預(yù)乳液II的滴加時(shí)間總和小于或等過4h。e)保溫反應(yīng)6 12h后降至室溫，加入中和酸，得到陽離子氨基硅油微乳液。實(shí)施例一a)將6. 3g十八烷基三甲基氯化銨，2. 5g脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-9與0. 6g脂肪醇 聚氧乙烯醚AE0-3，70g水，45g八甲基環(huán)四硅氧烷混合，在lOOOr/min下剪切，預(yù)乳化成預(yù)乳 液I ；b)在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)及恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入9. 2g 十八烷基三甲基氯化銨，6. 4g脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-9與1.4g脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3， 80g水，在200r/min下攪拌升至80°C，然后加入含0. 9g的氫氧化鉀(KOH)催化劑的水溶液， 接著將a)制備的預(yù)乳液I的一半在1. 5h內(nèi)滴加到反應(yīng)瓶中；c)在剩下的另一半預(yù)乳液I中加入0. 35g的十八烷基三甲基氯化銨，0. 2g脂肪醇 聚氧乙烯醚AE0-9，0. 5g的N- β -氨乙基-γ氨丙基甲基二甲氧基硅烷和0. 2g的N- β -氨 乙基-Y氨丙基三甲氧基硅烷，在lOOOr/min下剪切，預(yù)乳化成預(yù)乳液II ；d)當(dāng)預(yù)乳液I滴加完后，接著在1. 5h內(nèi)向反應(yīng)瓶中滴加預(yù)乳液II ；e)滴加完后保溫反應(yīng)8h，然后降至室溫，用醋酸中和出料，得到透明的陽離子氨 基硅油微乳液產(chǎn)品。通過對(duì)硅油微乳液的配方物質(zhì)的選擇、各物質(zhì)的重量比份的設(shè)計(jì)、反應(yīng)時(shí)間和溫 度的確定，本發(fā)明可以衍生多個(gè)不同的實(shí)施方式，在此不作一一列舉，下面以列表方式選擇 有代表性的其中幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，顯然，所描述的具體實(shí)施方式
僅是 一部分實(shí)施例，基于本發(fā)明公開的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的 前提下所獲得的其他實(shí)施例，均是本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，對(duì)預(yù)乳液I的組分成份、各成份的重量、以及各步驟的攪拌 速度、溫度等反應(yīng)條件作調(diào)整，可得出穩(wěn)定、性能優(yōu)異的陽離子氨基硅油微乳液，所有的實(shí) 施例均由a)、b)、c)、d)、e)五步制得，上述五步除以下調(diào)整外，均與實(shí)施例一的步驟相同。 下面按各個(gè)步驟列表說明各實(shí)施的方式
步驟a)
預(yù)乳液I的組分成份各成份的重量g條件實(shí)施例十八烷基三甲基氯化銨6.31000 r/min下預(yù)乳化一脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-92.5脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-30.6水55α, ω-二羥基聚二甲基硅氧烷60實(shí)施例十八烷基二甲基氯化銨6.31000 r/min下預(yù)乳化脂肪醇聚氧乙烯醚ΑΕΟ-92.5脂肪醇聚氧乙烯醚ΑΕΟ-30.6水100
權(quán)利要求
1.一種陽離子氨基硅油微乳液，其特征在于，由有機(jī)硅氧烷單體、硅烷偶聯(lián)劑、乳化劑、 催化劑和水組成，各組分的重量面分比如下有機(jī)硅氧烷單體5 30%，硅烷偶聯(lián)劑0. 1 0. 5%陽離子乳化劑3 10%，非離子乳化劑2 8%，堿性催化劑0. 1 0. 5%，余量為水，各組分的重量之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述陽離子氨基硅油微乳液，其特征在于所述的有機(jī)硅氧烷單體 是α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷或八甲基環(huán)四硅氧烷或六甲基環(huán)三硅氧烷；或者是α， ω-二羥基聚二甲基硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、六甲基環(huán)三硅氧烷的其中兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述陽離子氨基硅油微乳液，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑從以 下化合物中選擇一種、或者是選取其中的兩種或多種化合物混合而成Ν-β-氨乙基-γ氨 丙基甲基二甲氧基硅烷，N- β -氨乙基-Y氨丙基三甲氧基硅烷，3- (2-氨乙基)-氨丙基三 乙氧基硅烷，3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基甲基二乙氧 基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷，二乙烯基三胺基甲基二甲氧基硅烷，3-(Ν-環(huán)己基胺)丙 基甲基二甲氧基硅烷，3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述陽離子氨基硅油微乳液，其特征在于所述陽離子乳化劑從以下 化合物中選擇一種、或者是選取其中的兩種或多種化合物混合而成十二烷基三甲基氯化 銨，十六烷基三甲基氯化銨，十八烷基三甲基氯化銨，雙癸基二甲基氯化銨，辛基/癸基二 甲基氯化銨，牛油基三甲基氯化銨，椰油基三甲基氯化銨，椰油基聚氧乙烯醚甲基硫酸甲酯 銨，十八烷基三甲基硫酸甲酯銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述陽離子氨基硅油微乳液，其特征在于所述非離子乳化劑是脂 肪醇聚氧乙烯醚類或壬基酚聚氧乙烯醚類的表面活性劑，所述表面活性劑的親水親油平衡 值在7 14間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述陽離子氨基硅油微乳液，其特征在于所述堿性催化劑是從以 下物質(zhì)的水溶液或醇溶液中選取一種、或者是選取其中的兩種或多種物質(zhì)混合而成氫氧 化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、四甲基氫氧化銨。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述陽離子氨基硅油微乳液的制備方法，其特征在于包括以下 步驟a)將有機(jī)硅氧烷單體，陽離子乳化劑、非離子乳化劑預(yù)乳化成預(yù)乳液I；b)在反應(yīng)釜中放入水、陽離子乳化劑、非離子乳化劑并加熱到60 90°C，然后加入催 化劑；從步驟a)生成的預(yù)乳液I中取50%的預(yù)乳液I滴加至反應(yīng)釜內(nèi)；c)在步驟a)生成的預(yù)乳液I所剩余的50%預(yù)乳液I中加入硅烷偶聯(lián)劑、陽離子乳化 劑、非離子乳化劑預(yù)乳化成預(yù)乳液II ；d)待步驟b)的預(yù)乳液I滴加完成后，將預(yù)乳液II滴加至反應(yīng)釜內(nèi)；e)保溫反應(yīng)6 12h后降至室溫，加入中和酸，得到陽離子氨基硅油微乳液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述陽離子氨基硅油微乳液的制備方法，其特征在于在步驟b) 中，所述預(yù)乳液I的滴加時(shí)間為1 2h。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述陽離子氨基硅油微乳液的制備方法，其特征在于在步驟d) 中，所述預(yù)乳液II的滴加時(shí)間為1 2h。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述陽離子氨基硅油微乳液的制備方法，其特征在于所述預(yù)乳液I和預(yù)乳液II的滴加時(shí)間總和小于或等過4h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陽離子氨基硅油微乳液及其制備方法，該陽離子氨基硅油微乳液由有機(jī)硅氧烷單體、硅烷偶聯(lián)劑、乳化劑、催化劑和水組成，各組分的重量面分比如下有機(jī)硅氧烷單體5～30％，硅烷偶聯(lián)劑0.1～0.5％，陽離子乳化劑3～10％，非離子乳化劑2～8％，堿性催化劑0.1～0.5％，余量為水，各組分的重量之和為100％。本發(fā)明方法制得的陽離子氨基硅油微乳液，乳液粒徑很小，在50～100nm之間。其固含量在10～36％范圍內(nèi)，本發(fā)明的陽離子氨基硅油微乳液抗剪切穩(wěn)定性、耐熱穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性都非常優(yōu)異，是一種整理棉、麻、絲綢和毛紡品等天然纖維及聚酯、聚酰胺、聚丙烯酯類合成纖維的優(yōu)良柔軟劑。
文檔編號(hào)D06M15/643GK102002162SQ20101024952
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者姜曉明, 尤建鵬, 李偉明, 黃旭明, 龔濤 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)德美瓦克有機(jī)硅有限公司