[发明专利]具有季铵化的杂环基团的聚硅氧烷

说明书

本发明涉及在侧链中具有季铵化的杂环基团的聚硅氧烷，其制备及其用途，特别用于织物整理和用于使制品疏水化的用途。

本发明涉及在侧链中具有季铵化的杂环基团的聚硅氧烷，其制备及其用途，特别用于织物整理和用于使制品疏水化的用途。

长期以来将含氨基的聚硅氧烷用作织物整理剂。经其处理的织物实现良好的柔软触感效果。有利的柔软触感效果归因于聚硅氧烷的侧链中的氨基对纤维具有亲和性，通过由此造成的聚合物分子的定向达到良好的柔软触感。通常将聚硅氧烷以液体制剂的形式，例如以水性乳液的形式施涂在织物上。

包含氨基官能聚硅氧烷的制剂的缺点在于由其制备的应用漂染液相对于pH值波动的不稳定性。因此在该体系中在更高的pH值(例如在pH值>7)下，观察到聚硅氧烷的沉淀或相分离。体系的不稳定性归因于氨基的不同质子化程度。当在织物精制过程中出现pH值波动时，不再保证织物精制剂的均匀施涂。然而恰恰在织物精制过程中，许多处理步骤在强碱性环境下进行。在未充分进行的清洗过程的情况下，残余量的碱残留在基材上并且在之后的精制步骤中带入处理浴中。特别是在具有少量处理漂染液的设备(例如轧染机)上，在这种情况下整理漂染液的pH值可能在最短的时间内升高至>9。因此可能在这种情形造成所提及的剧烈沉淀，从而不再可能实现纺织品的均匀、无斑点的整理。

所述氨基官能聚硅氧烷的另一个缺点在于其变黄倾向，所述变黄倾向特别是在白色和亮色织物基材的情况下在超过120℃的干燥温度下，以及在经整理物品长期暴露于空气中的氧气之后而出现。

尽管存在不同方法通过对所使用的聚硅氧烷的化学结构进行合适的改性从而消除所述缺点。通过在所使用的聚硅氧烷中用酰氨基官能或永久季铵化的铵基团替代氨基官能能够显著降低经整理的纺织品的变黄倾向。通过后者还能够实现良好至极好的pH值稳定性。然而伴随所述改进的是经整理的纺织品的柔软触感效果的显著减少。

被广泛用作纺织品柔软剂的另一个物质类别是脂肪酸缩合产物(FSK-产物)。其源自具有长烷基链的脂肪酸和一种或多种包含胺基团和/或羟基的化合物的缩合反应，并且包含酯官能和/或酰氨基官能和任选季铵官能(例如在酯基季铵盐中)或季铵化的咪唑啉鎓杂环。在所述产物的情况下，通过长脂肪残基和织物亲和性锚固基团的相互作用造成柔软触感。虽然所述FSK产物不适合赋予纺织品与聚硅氧烷相当的出色的柔软触感，但是FSK产物最终也由于其相对低的价格水平而广泛用于织物精制。因此致力于通过将聚硅氧烷混合至FSK产物从而改进后者的柔软触感。然而由于其彼此的不相容性，FSK产物和有机聚硅氧烷的混合物的制备通常是成问题的。在基材和制剂中均出现迅速分离，这阻碍了稳定的相对有利的复合产物的制备。

需要进行大量努力从而消除上述缺点。

DE 10 2004 025 131 A1描述了衍生化的具有永久季铵化的氮原子的氨基官能的有机聚硅氧烷，其除了未季铵化的氨基之外还具有脂族季铵化的铵基团。

在DE 10 2005 014 311 A1、DE 10 251 526 A1和DE 10 251 524 A1中公开了聚氨基聚硅氧烷共聚物化合物和/或聚铵聚硅氧烷共聚物化合物，其中在聚合物链(并非侧链)中存在季铵化的杂环铵基团。

DE 10 051 258 A1描述了具有脂族铵基团的季铵化的聚硅氧烷，其可以包含封端季铵化的咪唑啉基团。

DE 102 14 982公开了用于织物助剂中的聚硅氧烷。所述聚硅氧烷包含的主要特征是侧链中的环氧基团，所述环氧基团可以与织物纤维上的合适的亲核性基团反应并且因此实现共价连接。DE 102 14 982中描述的聚硅氧烷因此仅适合于整理天然纤维例如棉。聚硅氧烷与纤维的共价连接有助于升高的清洗持久性，但是也影响经整理的纤维在触感行为方面的性能。在环氧基团未完全反应的情况下还存在毒理学顾虑。聚硅氧烷还可以特别包含季铵化的咪唑啉基团，所述季铵化的咪唑啉基团通过羟基官能化的连接基团结合至硅氧烷骨架，然而其制备需要巨大的工艺成本。