改性的氨基矽油及其製備方法
2023-07-04 01:28:36 1
專利名稱：改性的氨基矽油及其製備方法
技術領域：
本發明涉及精細化工合成領域，具體地說是一種新型糖基改性氨基矽油及其製備 方法。
背景技術：
氨基矽油具有表面活性高、交聯度高、成本低等優勢，被廣泛的應用於織物整理， 木製品、皮革製品的上光，高檔化妝品乳化劑、家用洗滌用品等行業，是一類非常重要的化 工原料。但由於氨基矽油屬於親油性物質，不溶於水，即使在水中乳化，乳液穩定性也很差， 極難均勻分散在水中，影響其使用。現階段，通常採用加入乳化劑，或聚醚改性，以增強氨基矽油的親水性。但合成工 藝複雜、條件苛刻，成本較高。已有的文獻中，如中國專利200910105821.0中報導了，採用親水性聚醚矽油和氨
基矽油共混反應，從而得到親水性氨基矽油。中國專利200810063774. 3中報導了，用氨基矽油、矽油專用乳化劑、助乳化劑、穩
定劑進行復配乳化，從而得到穩定的氨基矽油乳液。
發明內容
本發明的目的在於提供一種新的改性氨基矽油，其採用易得的原料製得，且製備 方法簡單。根據本發明的改性氨基矽油是通過用D-糖酸內酯來改性由含氨基矽烷偶聯劑與 環狀矽氧烷單體聚合反應獲得的氨基矽油而得到。典型可用的含氨基矽烷偶聯劑包括N- β _ (氨乙基)_ Y _氨丙基甲基二甲氧基矽 烷、Y-氨丙基甲基二甲氧基矽烷、Y-氨丙基三甲氧基矽烷、Y-二乙烯三氨丙基甲基二甲 氧基矽烷、Y-氨丙基三甲氧基矽烷、Y -氨丙基甲基二乙氧基矽烷、Y -氨丙基三乙氧基矽 烷、Y-二乙烯三氨丙基甲基二乙氧基矽烷和Y-氨丙基三乙氧基矽烷的一種或多種。典型可用的環狀矽氧烷單體為六甲基環三矽氧烷、八甲基環四矽氧烷、十甲基環 五矽氧烷和十二甲基環六矽氧烷中的一種或多種。依據本發明獲得的產品在水中可均勻分散、穩定性高，具有較高的表面活性，生產 工藝簡單，成本低。本發明還提供一種改性氨基矽油的製備方法，包括將含氨基矽烷偶聯劑與環狀 矽氧烷單體，溶於無水低碳醇，在有機鹼的催化下於70-80°C進行反應；加入D-糖酸內酯， 繼續反應；以及，冷卻，過濾，將截留物在40-50°C的減壓下抽去低碳醇和其他低沸點物質， 得到糖基改性氨基矽油。
具體實施例方式本發明中術語「低碳醇」是指C1-C4的一醇或二醇，其中優選甲醇、乙醇和乙二醇，
3更優選乙醇。本發明中用於製備改性氨基矽油的反應表示如下
+
R3叫 21-0卜
R2ISIIR1 -
O
催化劑
R2Rs R2
(R3)2iiO(Sipn(Sip)m(Sip)p^(R3)2
Rs I ~
R R3
RI、NH2
2
RA2
RIQ-R S
W I R2IfR1 (S
3 O, 3
RIQ--R
(Si 2ic
R S
2
￡
R2
R3 R2
O或 HO
^ R,
R3或
XJHN Ο OH
Il I
^C-(CH2)4-CH2OH
(R3)2iiO(Sipn(Sip)m(Si p)p《R3)2
R4
NH、
O OH
H2H
X-(CH2)3-C C-CH2OH OH其中，R1可以為 _ (CH2) 2NH(CH2) -、- (CH2) 3_ 或-C2H4NHC2H4NH(CH2) 3_，R2 可以為甲基 或甲氧基，R3可以為甲基或乙基3，χ可以為3、4、5或6。作為舉例，可以用於本發明的氨基矽烷偶聯劑包括N- β _ (氨乙基)_ Y _氨丙基甲 基二甲氧基矽烷、Y-氨丙基甲基二甲氧基矽烷、Y-氨丙基三甲氧基矽烷、Y-二乙烯三氨 丙基甲基二甲氧基矽烷、Υ-氨丙基三甲氧基矽烷、Υ-氨丙基甲基二乙氧基矽烷、Υ-氨丙 基三乙氧基矽烷、Y-二乙烯三氨丙基甲基二乙氧基矽烷、Y-氨丙基三乙氧基矽烷等。用於本發明的D-糖酸內酯可以是D-葡萄糖酸_ Y _內酯、D-葡萄糖酸_ δ -內酉旨 和D-古洛糖酸-γ -內酯。在本發明的一種具體實施方式
中，為了製備改性氨基矽油，將含氨基矽烷偶 聯劑30-40重量份與環狀矽氧烷單體60-160重量份溶於無水低碳醇50-100重量份， 在有機鹼1-2重量份的催化下，以及70-80°C的條件反應，2-4個小時後，加入D-糖酸 內酯10-20重量份，繼續反應2-4個小時，冷卻，過濾後，在40-70°C下抽真空，真空度 為-0. 07kpa -0. 09kpa，蒸出無水低碳醇和低沸點物質，最終得到糖基改性氨基矽油。有機鹼的使用是本領域所已知的，可以用於本發明的有機鹼包括烷基伯、仲、叔 胺，例如乙胺、丙胺、丁胺、二正丁胺、二乙胺、三乙胺等，以及烷氧基胺，例如乙醇胺、二乙醇 胺、三乙醇胺，。本發明中優選使用二乙醇胺和三乙醇胺。
下面結合實例對本發明進行說明。實施例1將35份N- β -(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基矽烷與80份八甲基環四矽氧 烷溶於60份無水乙醇中，在1. 5份三乙醇胺的催化下，在75°C反應2個小時，加入15份 D-葡萄糖酸_ δ -內酯，繼續反應4個小時，冷卻，過濾後，在45°C條件下，抽真空，真空度 為-0. 08kpa，蒸出無水乙醇和低沸點物質，最終得到糖基改性氨基矽油Si。實施例2
將32份Y-氨丙基三乙氧基矽烷與100份八甲基環四矽氧烷，溶於無水乙醇 80份，在三乙醇胺2. 0份的催化下，以及75°C的條件反應，2個小時後，加入D-葡萄糖 酸-δ -內酉旨20份，繼續反應3. 5個小時，冷卻，過濾後，在40°C條件下，抽真空，真空度 為-0. 08kpa，蒸出無水乙醇和低沸點物質，最終得到糖基改性氨基矽油S2。實施例3將30份N- β -(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基矽烷與90份八甲基環四矽氧 烷，溶於90份無水異丙醇，在1. 2份二乙醇胺的催化下，以及80°C的條件反應，2個小時後， 加入15份D-葡萄糖酸-δ -內酯，繼續反應4個小時，冷卻，過濾後，在70°C條件下，抽真 空，真空度為-0. 09kpa，蒸出無水異丙醇和低沸點物質，最終得到糖基改性氨基矽油S3。實施例4將35份Y-氨丙基三乙氧基矽烷與120份八甲基環四矽氧烷，溶於100份無水 丙醇，在2. 0份三乙醇胺的催化下，以及80°C的條件反應，2個小時後，加入21份γ -D-葡 萄糖酸_ S -內酯，繼續反應4個小時，冷卻，過濾後，在70 0C條件下，抽真空，真空度 為-0. 08kpa，蒸出無水丙醇和低沸點物質，最終得到糖基改性氨基矽油S4。實施例5將30份N- β -(氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基矽烷與180份八甲基環四矽氧 燒，溶於100份無水乙醇，在2. 0份三乙醇胺的催化下，以及80°C的條件反應，3個小時後， 加入23份γ -D-葡萄糖酸-δ -內酯，繼續反應4個小時，冷卻，過濾後，在70°C條件下，抽 真空，真空度為-0. 08kpa，蒸出無水乙醇和低沸點物質，最終得到糖基改性氨基矽油S5。表1實施例1-4所得樣品的使用性能
生能參數 樣品^^界面張力 (0.1%水溶液) mN/m接觸角(石英 板，0.1%水溶 液)臨界膠束濃度 (χ 10"5mol/L )濁點(。C, 1% 水溶液)Sl27.519.5°2.550S222.516.2°1.643S323.117.1°1.847
S417.513.5°1.340S513.15.2°0.535 因為是多聚產物，根據本發明的氨基矽油中的矽氧的比重是可以控制的，產物的 總分子量也是可根據需要變化的。因此可以得到較低的表面張力和潤溼角，可達到最低表 面張力13. lmN/m，最低石英板接觸角5. 2°，並且可以根據需要調整產品的相關物性參數。 在合成方面，工藝簡單、能耗低、原料價格低廉，原料選擇範圍更寬，更適合用於工業化生產。
權利要求
一種改性氨基矽油，其通過以D 糖酸內酯改性由含氨基矽烷偶聯劑與環狀矽氧烷單體聚合反應獲得的氨基矽油而得到。
2.根據權利要求1所述的改性氨基矽油，其中，所述含氨基矽烷偶聯劑選自N-β -(氨 乙基氨丙基甲基二甲氧基矽烷、Y-氨丙基甲基二甲氧基矽烷、Y-氨丙基三甲氧基 矽烷、Y-二乙烯三氨丙基甲基二甲氧基矽烷、Y-氨丙基三甲氧基矽烷、Y-氨丙基甲基二 乙氧基矽烷、Y-氨丙基三乙氧基矽烷、Y-二乙烯三氨丙基甲基二乙氧基矽烷和Y-氨丙 基三乙氧基矽烷的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的改性氨基矽油，其中，所述環狀矽氧烷單體為六甲基環三矽 氧烷、八甲基環四矽氧烷、十甲基環五矽氧烷和十二甲基環六矽氧烷中的一種或多種。
4.根據權利要求1至3任一項所述的改性氨基矽油，其中，所述D-糖酸內酯是Y-D-葡 萄糖內酯、S -D-葡萄糖內酯、D-古洛糖酸-γ -內酯或其混合物。
5.根據權利要求1至3任一項所述的改性氨基矽油，其以下述比例製得含所述氨基 矽烷偶聯劑30-40份，所述環狀矽氧烷單體60-160份，所述D-糖酸內酯10-20份。
6.權利要求1-4任一項所述改性氨基矽油的製備方法，採用以下工藝步驟製備將所述含氨基矽烷偶聯劑與所述環狀矽氧烷單體，溶於無水低碳醇，在有機鹼的催化 下於70-80°C進行反應；加入D-糖酸內酯，繼續反應；冷卻，過濾，減壓下抽去截留物中的所述低碳醇和其他低沸點物質，得到所述改性氨基矽油。
全文摘要
本發明提供一種新的改性氨基矽油，其是通過用D-糖酸內酯來改性由含氨基矽烷偶聯劑與環狀矽氧烷單體聚合反應獲得的氨基矽油而得到。該改性氨基矽油在水中可均勻分散、穩定性高，具有較高的表面活性，生產工藝簡單，成本低。
文檔編號C08G77/38GK101942096SQ20101027919
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者何飛, 章川波, 邵超群, 陳均志, 駱毅 申請人:浙江溫州輕工研究院