[发明专利]糖基改性聚硅氧烷有机硅柔软剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖基改性聚硅氧烷有机硅织物柔软剂及其制备方法。 

背景技术：

改性有机硅柔软剂被称为第三代有机硅柔软剂，这类产品是通过在硅氧烷侧链上氨基、聚醚、环氧基、羟基等各种活性基团或在大分子主链上形成聚硅氧烷与其它改性基团的嵌段共聚物，大大提高织物的耐洗性、防缩性、亲水性等，并依靠不同的基团赋予织物不同的风格。目前人们对有机硅柔软剂的研究主要集中在第三代有机硅产品上。其中，氨基硅油产品是有机硅柔软剂中发展最快的产品之一，它能够赋予织物独特的光滑性、柔软性、丰满性、挺爽性、悬垂性等性能，并且经整理后的织物还具有良好的耐洗性，可广泛应用于各类纺织品的柔软整理，常被称为“柔软剂之王”。目前氨基硅油类柔软剂占有机硅系列柔软剂的90%，已经成为织物在成品前不可缺少的整理剂。 

工业上大量使用的氨基聚硅氧烷织物后整理剂以氨基硅油乳液或微乳液为主，其主要组分为氨基硅油，其次为乳化剂和水。从分子结构上，目前，超过90%的商品化的氨基改性有机硅柔软剂是氨乙基亚氨丙基聚硅氧烷，这种双胺型结构在加热或紫外光照射条件下，发生氧化作用时，具有协同效应，会促进发色团的形成，最终导致整理织物泛黄；通常氨值越高，黄变性越严重，降低氨值，黄变性会有所缓解，但会降低整理织物的柔软性。这一问题可以通过将用于改性的伯胺基团变为仲胺或叔胺基团来得到改善。但随着氮原子上氢的减少，本就具有强烈疏水性的氨基硅油的疏水性更强，使得通常作为乳液剂型或微乳液剂型销售的氨基硅油乳液的配制、储存稳定性、运输稳定性以及应用稳定性都有所下降，对其乳液中乳化剂含量和性能要求更高。 

在制备工艺方面，氨基硅油乳液的常用制备方法有两种，一种是先制备出氨基硅油聚合物后，采用机械乳化法，将氨基硅油加入溶解有大量乳化剂的水中，采用均质乳化设备进行乳化。如美国专利US4620878中，Gee等将氨基硅油用表面活性剂进行乳化制备硅油乳液，并将烷基酚系列非离子表面活性剂作为优选表面活性剂。中国专利CN103321053A中公布的“一种多功能柔软剂及其制备方法”中，将氨基硅油加入加入相当于氨基硅油质量分数20%～80%的复合柔剂中，再加入水溶性壳聚糖和水，在温度30～70℃，剪切速度5000～10000转/分钟下，加入水，乳化30～150分钟，调节pH后，得到多功能乳化剂产品。其复合乳化剂的主要成分为壬基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚，还有脂肪醇聚氧乙烯醚和其它两性表面活性剂，其中烷基酚类达到了乳化剂总质量的40%～60%。在中国专利CN103061146A“复合抗菌柔软剂的制备方法”中，首先制备混合乳液：10～30重量份的丙烯酸乳液、10～15份的乳化剂、12～20份的增溶剂混合于300份的 水中，在30～40℃、900～1100r/min的转速下加入50～200份的氨基硅油组合物，搅拌250～260min，加入700份去离子水，在上述转速下继续搅拌55～65min，得到混合乳液。其乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或组合物。这种将氨基硅油采用机械乳化制备氨基硅油乳液的方法对与具有较高分子量和高胺值的氨基硅油，由于硅油产品的粘度过大，不易乳化。由于对较高剪切效果的要求，往往需要的乳化时间较长，有些均质设备的使用增加了工业化成本或在工业化规模不易实现。作为硅油乳化剂的优选表面活性剂品种烷基酚聚氧乙烯醚醚(APEO)系列表面活性剂虽然本身不具有致癌性和致变异性，但其生物降解缓慢，降解后产物中含有较少乙氧基的APEO和烷基酚(AP)，并产生生物降解代谢产物壬基酚(NP)和辛基酚(OP)。NP、OP、NPEO和OPEO都属于环境激素化学物质，侵入人体后具有类似雌性激素的作用，即所谓的“雌性效应”和生殖畸变性，已经成为包括人类在内的所有生物界的天敌。欧盟第2003/53/EC号指令限定若化学品及其制备物中的APEO及AP含量高于0.1%(100mg/kg，重量百分率)，则该化学品及其制备物不能用于纺织品和皮革加工、纸浆生产和造纸生产、化妆品、杀虫剂和生物杀灭剂的配方。因此，使用APEO系列表面活性剂作为乳化剂的柔软剂产品将无法出口欧洲市场。虽然我国还没有明确法令对其适用范围进行限定，但随着人们环保意识的日益加强，APEO必将逐渐被市场淘汰。脂肪醇聚氧乙烯醚系列表面活性剂(AEO)虽然在生物毒性等方面没有烷基酚系列的缺点，但是该系列表面活性剂本身的物化性质决定其在水溶液中一定质量浓度下凝胶现象的出现，形成溶液时必须跨过凝胶区，导致溶解较慢，这对产品配制过程带来较大影响，此外，适用于纺织品柔软剂配制所需亲水亲油平衡值范围的AEO产品由于其浊点的存在，对应用温度有极大的限制，一旦温度达到或接近其浊点，乳液就将破乳。