[发明专利]一种改性硅油的制备方法与用途

说明书

本发明属于有机硅油技术领域，更具体的涉及一种改性硅油的制备方法与用途。本发明以哌嗪、氯甲基二甲基乙氧基硅烷为原料制备出哌嗪封端的硅氧烷，哌嗪封端的硅氧烷与八甲基环四硅氧烷制备出哌嗪封端的聚二甲基硅氧烷，最后利用哌嗪中的氨基与甲基丙烯酸羟乙酯中的双键进行加成反应制备出改性硅油；本发明制备出的改性硅油可作为涤纶织物增深剂，尤其是与石墨烯量子点复配后的乳液，对涤纶织物增深效果大大增强，表观色深值可提高49.6％。

技术领域

本发明属于有机硅油技术领域，更具体的涉及一种改性硅油的制备方法与用途。

背景技术

随着化学纤维的高速发展，品种多益的纺织品也逐渐增多，极大的丰富了人们的衣着用料，对促进国民经济的发展起着很大的作用。合成纤维中的涤纶由于其强度高、弹性好、尺寸稳定性好、易洗快干、结实耐穿等优点而深受欢迎。但涤纶中不含有亲水性基团、吸湿性小，在水中的溶胀度小，并且其化学结构中缺少极性基团，与染料结合困难，因此涤纶纤维的染色也相对困难。

采用低折射率增深剂是涤纶织物增深的有效方法，CN200810060886.3公开了一种纤维增深剂乳液及其制备方法，该专利在增深剂的制备过程中采用N-羟甲基丙烯酰胺作为引发剂；2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，N-羟甲基丙烯酰胺在3类致癌物清单中，所以该增深剂存在致癌风险。CN201010288531.7公开了染色棉织物增深增艳整理剂及制备方法，但该专利的处理对象主要是针对染色棉织物做增深增艳处理，由于合成过程中的乳化剂全部采用含有季铵盐型的阳离子型乳化剂，对染色棉织物做增深增艳处理效果很好，但是对涤纶织物的增效效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型环保、对涤纶织物具有优异增深效果的增深剂乳液；本发明以哌嗪、氯甲基二甲基乙氧基硅烷为原料制备出哌嗪封端的硅氧烷，哌嗪封端的硅氧烷与八甲基环四硅氧烷(简称D4)制备出哌嗪封端的聚二甲基硅氧烷，最后利用哌嗪中的氨基与甲基丙烯酸羟乙酯中的双键进行加成反应制备出改性硅油；本发明制备出的改性硅油可作为涤纶织物增深剂，尤其是与石墨烯量子点复配后的乳液，对涤纶织物增深效果大大增强。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种改性硅油的制备方法，包括如下步骤：

1)将哌嗪(172.0g，2.0mol)加入到400ml二氧六环中在50-60℃下搅拌均匀，然后滴加氯甲基二甲基乙氧基硅烷(61.1g，0.4mol)，滴加时长控制在1-2h，滴加结束后回流反应3-4h；反应结束后降温至0-5℃，过滤、收集滤液在60-70℃下浓缩至无馏分蒸出，然后在110℃、8mbar下精馏得α-哌嗪甲基二甲基乙氧基硅烷，将α-哌嗪甲基二甲基乙氧基硅烷置于2mmol/L的醋酸水溶液中在50-60℃下进行水解缩聚反应，6-8h后蒸馏得透明状哌嗪封端的硅氧烷液体64.3g；

反应式如Scheme 1所示：

2)将哌嗪封端的硅氧烷10.0g、50.0g八甲基环四硅氧烷、2mg四甲基氢氧化铵在90-100℃反应8-12h，然后升温至130-140℃反应20-30min进行热分解去除四甲基氢氧化铵，减压蒸馏得哌嗪封端的聚二甲基硅氧烷；反应式如Scheme 2所示：

其中m为正整数，m值取决于哌嗪封端的硅氧烷与八甲基环四硅氧烷的投料配比。

3)将哌嗪封端的聚二甲基硅氧烷溶于甲苯中，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯回流反应6-8h，反应结束后蒸馏去除甲苯得改性硅油；按照重量比计算，步骤3)中哌嗪封端的聚二甲基硅氧烷：甲基丙烯酸羟乙酯＝3-8:1；本发明利用哌嗪封端的聚二甲基硅氧烷中的仲氨基与甲基丙烯酸羟乙酯中的双键进行加成反应，达到改性的效果，反应式如Scheme 3所示：