[发明专利]兼具柔软功能的有机硅杀菌剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，涉及一种兼具柔软功能的有机硅季铵盐杀菌剂的制备方法。

背景技术

近年来，随着环境的恶化以及高致病细菌、病毒(如禽流感、AIDS、肝炎病毒等)的滋生蔓延，抗菌织物凸显重要并以10%的需求量增长。目前，抗菌织物已广泛应用于医院、宾馆以及家庭的床单被套、医用职业装、食品和服务行业的工作服、部队服装以及绷带、纱布等方面。

用杀菌剂对织物进行整理，能赋予织物抗菌抑菌功能。但小分子非结合性有机杀菌剂，用于织物整理，耐热稳定性较差、易脱落，这会导致使用过程杀菌剂在人体表面富集，增加对人体的刺激性，不利于健康。

有机硅季铵盐是目前综合性能优良的一类织物杀菌剂，对人体友好，具有非溶出性以及广谱、高效、低毒、耐高温等特点。有机硅季铵盐能与织物共价结合，经其处理后的织物，耐洗、杀菌效果持久，不出现抗药性，因而备受青睐。

有机硅季铵盐杀菌剂，最典型的代表当属道康宁1967年研制成功的长碳链C₁₈烷基二甲基（三甲氧硅丙基）氯化季铵盐（DC-5700），据称，DC-5700分子中的三个甲氧基在使用时可水解成硅羟基，既能产生分子之间的自交联又能与织物表面纤维素羟基结合，故不仅杀菌效果优异，而且无毒、对人体安全可靠，但DC-5700合成方法较复杂，成本高，限制了它的应用。CN200510045294.0用乙醇代替甲醇做溶剂，将γ-氯丙基三乙氧基硅烷与二甲基十八叔胺反应80h，制得了一种有机硅季铵盐杀菌剂；CN200710013423.7则通过(RO)₂CH₃Si(CH₂)₃X与仲胺的卤代反应先制得叔胺基二烷氧基硅烷，然后再用卤代烃季铵化，也获得了一种二烷氧基硅烷季铵盐(RO)₂CH₃Si(CH₂)₃N⁺R₁R₂R₃X^-；但上述这些反应均季铵化产率低，反应时间长，工业生产过程耗能高，不利于节能。另外，用单一季铵化硅烷所处理的织物的柔软性等综合性能也有待提高。

将季铵盐与聚硅氧烷相结合，能提高季铵化产物的柔软性。如CN99111454.X将侧链卤代丙基聚硅氧烷与长碳链叔胺在100℃反应40～96h，制得的长碳链季铵基聚硅氧烷；李俊英（聚硅氧烷季铵盐的合成及其抗菌性，日用化学工业，2004，34(3)：154-156）、高正宏等（有机硅杀菌剂的制备与性能研究，江苏大学，2007）将八甲基环四硅氧烷与N,N-二乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷或氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷以及六甲基二硅氧烷先本体共聚、合成叔烃基聚硅氧烷中间体，然后再用氯化苄进行季铵化所制得的季铵基聚硅氧烷，均有良好的柔软效果。但文献报道，在有机季铵盐中，仅含有C_8-18烷基的季铵盐才能表现出显著杀菌效果，短碳链季铵盐不具有杀菌性，故上述报道中的季铵基聚硅氧烷，或由于结构引入的杀菌性季铵基数量有限或由于引入的季铵基链长较短，虽柔软性较好、但杀菌性却显不足。

综上可见，现有织物用有机硅季铵盐杀菌剂多采用卤烷基硅烷、侧链卤烷基聚硅氧烷与叔胺等的季铵化反应，或采用氨烃基（聚）硅氧烷与卤代烃的季铵化反应制备。但这类反应耗时长，浪费能源，且无法满足人们对织物杀菌、柔软等综合性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具柔软功能的有机硅杀菌剂的制备方法。该方法反应时间短，所制得的有机硅杀菌剂，用于织物后整理，能赋予织物柔软及杀菌抑菌性能兼备的功能。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

首先，将氨基硅烷与氨基硅油进行共混得氨基硅原料或者以氨基硅烷为氨基硅原料；其次，将杀菌性长碳链环氧季铵盐用有机溶剂溶解得环氧季铵盐溶液；然后，在装置有温度计、冷凝管、电动搅拌器的反应瓶中，在搅拌、惰性气体保护下，将氨基硅原料与环氧季铵盐溶液按（氨基硅原料中）氨基与（环氧季铵盐中）环氧基的摩尔比为1：0.5～2的比例混合后在50～90℃反应2～8h，反应结束后降温至20～35℃，然后调节反应体系的pH值为5～7，然后向反应体系中再加入非离子表面活性剂以及水，然后搅拌10min，得透明微乳，即有机硅杀菌剂，非离子表面活性剂的加入量为氨基硅原料与杀菌性长碳链环氧季铵盐总质量的0～20%，透明微乳的含固量为20～40%。

所述氨基硅油与氨基硅烷的质量比为0～5：1。