一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，包括以下步驟：首先使用聚乙二醇2000和異佛爾酮二異氰酸酯制備出聚氨酯預(yù)聚體；然后使用二正丁胺、環(huán)氧雙封頭和八甲基環(huán)四硅氧烷制備出烷羥基硅油；再將聚氨酯預(yù)聚體和烷羥基硅油進(jìn)行反應(yīng)得到聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物；最后加入去離子水并乳化，即得。本發(fā)明一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，在有機(jī)硅中引入脲酯基團(tuán)和氨酯基作為產(chǎn)生物理交聯(lián)的硬鏈段，同時引入聚醚作為親水鏈段，解決了氨基硅油柔軟劑易產(chǎn)生黃變現(xiàn)象、易破乳在織物上形成油斑的問題，提高了織物柔軟整理后的親水性能，提高了穿著吸濕性，且耐久性好。
【專利說明】一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紡織品助劑的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚二甲基硅氧烷是一種性能非常優(yōu)越的織物柔軟劑，由于其良好的分子柔順性和豐富的甲基含量，可以使得在纖維表面形成甲基覆蓋層，從而降低纖維之間的動靜摩擦系數(shù)，達(dá)到很好的柔軟效果。但由于它沒有牢固的與纖維形成結(jié)合力，只是通過數(shù)量有限的范德華力和氫鍵與纖維結(jié)合，同時，由于分子內(nèi)沒有可交聯(lián)的基團(tuán)所以無法單獨在纖維表面成膜，牢度較差。為了解決這些問題，人們開發(fā)出了許多改良的有機(jī)硅產(chǎn)品，其中以氨基硅油為代表，由于氨基的存在，在弱酸性條件下，氨基可以陽離子化，產(chǎn)生可以與纖維上負(fù)電荷基團(tuán)形成靜電引力結(jié)合的較為牢固的鍵合，牢度優(yōu)于普通硅油，并且由于這種靜電引力的作用，使得有更多的甲基可以外部，故此類產(chǎn)品有超級柔軟的效果，是目前市場上柔軟性能最好的有機(jī)娃產(chǎn)品。但是氨基娃也有它的缺點，由于氨基中的氮原子電子云密度較高，所以容易與吸收光電子發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生所謂的黃變現(xiàn)象，并且氨基硅油還有不易乳化，容易破乳在織物上形成油斑等親水性差的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，解決了氨基硅油柔軟劑易產(chǎn)生黃變現(xiàn)象、易破乳在織物上形成油斑的問題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，具體包括以下步驟:
[0005]步驟1:制備聚氨酯預(yù)聚體
[0006]將聚乙二醇2000進(jìn)行真空干燥，真空干燥后降溫，將經(jīng)過真空干燥并降溫的聚乙二醇2000加入燒瓶中，并向燒瓶中加入異佛爾酮二異氰酸酯和催化劑，然后升溫至60~80V，反應(yīng)I~4h,得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0007]步驟2:制備烷羥基硅油
[0008]按照一定比例向燒瓶中加入二正丁胺和環(huán)氧雙封頭，升溫至60~100°C反應(yīng)2~6h ;然后向燒瓶中加入一定質(zhì)量的八甲基環(huán)四硅氧烷和催化劑，升溫至110~130°C反應(yīng)I~4h，得到烷羥基硅油；
[0009]步驟3:制備聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物
[0010]將步驟I得到的聚氨酯預(yù)聚體和步驟2得到的烷羥基硅油按照一定比例加入燒瓶中，然后升溫至50~80°C反應(yīng)I~4h，得到聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物；
[0011]步驟4:制備聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑
[0012]向步驟3得到的有機(jī)硅多元共聚物中加入去離子水稀釋至需要的含固率，攪拌乳化，即得。[0013]本發(fā)明的特點還在于，
[0014]步驟I中真空干燥的溫度為110~120°C，真空度0.08~0.09MPa，時間為2~
4h,真空干燥后降溫至45~50°C。
[0015] 步驟I中異佛爾酮二異氰酸酯與聚乙二醇2000的摩爾比為1.2~1.8:1。
[0016]步驟I中催化劑為二丁基二月桂酸錫，用量為聚乙二醇2000與異佛爾酮二異氰酸酯質(zhì)量總和的1/2000~1/1000。
[0017]步驟2中二正丁胺和環(huán)氧雙封頭的摩爾比為1:1。
[0018]步驟2中八甲基環(huán)四硅氧烷與環(huán)氧雙封頭的質(zhì)量比為5~20:1。
[0019]步驟2中催化劑為四甲基氫氧化銨，催化劑的質(zhì)量為相對于八甲基環(huán)四硅氧烷質(zhì)量的 1/1000。
[0020]步驟3中聚氨酯預(yù)聚體與烷羥基硅油的摩爾比為1:1。
[0021]步驟3中加入催化劑二丁基二月桂酸錫，二丁基二月桂酸錫的質(zhì)量為聚氨酯預(yù)聚體與烷羥基硅油質(zhì)量總和的1/2000~1/1000。
[0022]步驟4中攪拌時間為2~4h。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，在有機(jī)硅中引入脲酯基團(tuán)和氨酯基作為產(chǎn)生物理交聯(lián)的硬鏈段，同時引入聚醚作為親水鏈段，解決了氨基硅油柔軟劑易產(chǎn)生黃變現(xiàn)象、易破乳在織物上形成油斑的問題，提高了織物柔軟整理后的親水性能，提高了穿著吸濕性，且耐久性好。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]本發(fā)明一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，具體包括以下步驟:具體包括以下步驟:
[0026]步驟1:制備聚氨酯預(yù)聚體
[0027]將聚乙二醇2000 (PEG2000)進(jìn)行真空干燥，真空干燥的溫度為110~120°C，真空度0.08~0.09MPa,時間為2~4h，真空干燥后降溫至45~50°C，將經(jīng)過真空干燥并降溫的PEG2000加入燒瓶中，并向燒瓶中加入異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)和催化劑二丁基二月桂酸錫，IPDI與PEG2000的摩爾比為1.2~1.8:1，二丁基二月桂酸錫用量為PEG2000與IPDI質(zhì)量總和的1/2000~1/1000，然后升溫至60~80°C，反應(yīng)I~4h，得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0028]步驟2:制備烷羥基硅油
[0029]按照摩爾比為1:1向燒瓶中加入二正丁胺和環(huán)氧雙封頭，升溫至60~100°C反應(yīng)2~6h ;然后向燒瓶中加入一定質(zhì)量的八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)和催化劑四甲基氫氧化銨，D4與環(huán)氧雙封頭的質(zhì)量比為5~20:1，四甲基氫氧化銨的質(zhì)量為相對于D4質(zhì)量的1/1000，升溫至110~130°C反應(yīng)I~4h，得到烷羥基硅油；
[0030]步驟3:制備聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物
[0031]將步驟I得到的聚氨酯預(yù)聚體和步驟2得到的烷羥基硅油按照摩爾比1:1加入燒瓶中，然后升溫至50~80°C反應(yīng)I~4h，得到聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物；為了縮短反應(yīng)時間，可以加入聚氨酯預(yù)聚體與烷羥基硅油質(zhì)量總和的1/2000~1/1000的催化劑二丁基二月桂酸錫；
[0032]步驟4:制備聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑
[0033]向步驟3得到的有機(jī)硅多元共聚物中加入去離子水稀釋至需要的含固率，攪拌乳化2~4h，即得。
[0034]含固率(％)=m(有機(jī)硅多元共聚物)/m(有機(jī)硅多元共聚物+去離子水)X 100%。
[0035]本發(fā)明一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，引入二異氰酸酯作為共聚單體，在有機(jī)硅中引入脲酯基團(tuán)和氨酯基作為產(chǎn)生物理交聯(lián)的硬鏈段，同時引入聚醚作為親水鏈段增強(qiáng)有機(jī)硅的親水性；利用“定位作用”上氨酯鍵和脲酯鍵提高有機(jī)硅柔軟劑定向吸附和耐久度；采用隔離基團(tuán)將Si~O~C鍵隔離開提高聚氨酯有機(jī)硅的耐水解性；并且保留端基異氰酸根作為交聯(lián)基團(tuán)。
[0036]本發(fā)明的有益效果:制得聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑親水性能優(yōu)良、儲存性質(zhì)穩(wěn)定、乳化簡單，乳液性質(zhì)穩(wěn)定且耐水解，將其應(yīng)用到織物柔軟整理中首先可以提升織物的柔軟性能，包括提高平滑度，降低動靜摩擦系數(shù)；整理后的織物親水性不發(fā)生顯著下降；分子結(jié)構(gòu)中的物理連接點豐富，可以增強(qiáng)其“定位作用”提升柔軟的耐久度；使用過程中不需要額外加入乳化劑乳化，乳液產(chǎn)品中也沒有乳化劑，是一種完全自乳化產(chǎn)品，符合目前綠色環(huán)保的發(fā)展潮流；使用過程簡單，乳液產(chǎn)品直接開稀就可以使用，不要額外操作，可以提高大生產(chǎn)效率。 [0037]實施例1
[0038]步驟1:制備聚氨酯預(yù)聚體
[0039]將PEG2000進(jìn)行真空干燥，真空干燥的溫度為120°C，真空度0.08MPa,時間為2h，真空干燥后降溫至50°C，取50g經(jīng)過真空干燥并降溫的PEG2000加入燒瓶中，并向燒瓶中加入IOg IPDI (IPDI與PEG2000的摩爾比為1.8:1)和0.03g催化劑二丁基二月桂酸錫，然后升溫至70°C，反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0040]步驟2:制備燒羥基硅油
[0041]按照摩爾比為1:1向燒瓶中加入6.4g 二正丁胺和9g環(huán)氧雙封頭，升溫至80°C反應(yīng)4h ;然后向燒瓶中加入90g的D4 (D4與環(huán)氧雙封頭的質(zhì)量比為10:1)和0.09g催化劑四甲基氫氧化銨，升溫至120°C反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到烷羥基硅油；
[0042]步驟3:制備聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物
[0043]將步驟I得到的聚氨酯預(yù)聚體和步驟2得到的烷羥基硅油按照摩爾比1:1加入燒瓶中，同時加入聚氨酯預(yù)聚體與烷羥基硅油質(zhì)量總和1/1250的催化劑二丁基二月桂酸錫，然后升溫至70°C反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物；
[0044]步驟4:制備聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑
[0045]向步驟3得到的有機(jī)硅多元共聚物中加入去離子水稀釋至30%的含固率，攪拌乳化2h，即得。
[0046]實施例2
[0047]步驟1:制備聚氨酯預(yù)聚體
[0048]將PEG2000進(jìn)行真空干燥，真空干燥的溫度為110°C，真空度0.09MPa,時間為4h，真空干燥后降溫至50°C，取50g經(jīng)過真空干燥并降溫的PEG2000加入燒瓶中，并向燒瓶中加入6.666g IPDIdPDI與PEG2000的摩爾比為1.2:1)和0.0453g催化劑二丁基二月桂酸錫，然后升溫至60V，反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0049]步驟2:制備烷羥基硅油
[0050]按照摩爾比為1:1向燒瓶中加入6.4g 二正丁胺和9g環(huán)氧雙封頭，升溫至60°C反應(yīng)6h ;然后向燒瓶中加入45g的D4 (D4與環(huán)氧雙封頭的質(zhì)量比為5:1)和0.005g催化劑四甲基氫氧化銨，升溫至110°C反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到烷羥基硅油；
[0051]步驟3:制備聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物
[0052]將步驟I得到的聚氨酯預(yù)聚體和步驟2得到的烷羥基硅油按照摩爾比1:1加入燒瓶中，同時加入聚氨酯預(yù)聚體與烷羥基硅油質(zhì)量總和的1/1000的催化劑二丁基二月桂酸錫，然后升溫至60°c反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物；
[0053]步驟4:制備聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑
[0054]向步驟3得到的有機(jī)硅多元共聚物中加入去離子水稀釋至20%的含固率，攪拌乳化3h，即得。
[0055]實施例3
[0056]步驟 1:制備聚氨酯預(yù)聚體
[0057]將PEG2000進(jìn)行真空干燥，真空干燥的溫度為115°C，真空度0.09MPa,時間為3h，真空干燥后降溫至45°C，取50g經(jīng)過真空干燥并降溫的PEG2000加入燒瓶中，并向燒瓶中加入8.333g IPDIdPDI與PEG2000的摩爾比為1.5:1)和0.0467g催化劑二丁基二月桂酸錫，然后升溫至80°C，反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0058]步驟2:制備烷羥基硅油
[0059]按照摩爾比為1:1向燒瓶中加入6.4g 二正丁胺和9g環(huán)氧雙封頭，升溫至100°C反應(yīng)2h ;然后向燒瓶中加入18(^的D4 (D4與環(huán)氧雙封頭的質(zhì)量比為20:1)和0.18g催化劑四甲基氫氧化銨，升溫至130°C反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到烷羥基硅油；
[0060]步驟3:制備聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物
[0061]將步驟I得到的聚氨酯預(yù)聚體和步驟2得到的烷羥基硅油按照摩爾比1:1加入燒瓶中，然后升溫至80°C反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物；
[0062]步驟4:制備聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑
[0063]向步驟3得到的有機(jī)硅多元共聚物中加入去離子水稀釋至10%的含固率，攪拌乳化4h，即得。
[0064]實施例4
[0065]步驟1:制備聚氨酯預(yù)聚體
[0066]將PEG2000進(jìn)行真空干燥，真空干燥的溫度為120°C，真空度0.085MPa，時間為2h，真空干燥后降溫至48°C，取50g經(jīng)過真空干燥并降溫的PEG2000加入燒瓶中，并向燒瓶中加Λ 7.7778g IPDIdPDI與PEG2000的摩爾比為1.4:1)和0.0577g催化劑二丁基二月桂酸錫，然后升溫至70°C，反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0067]步驟2:制備烷羥基硅油
[0068]按照摩爾比為1:1向燒瓶中加入6.4g 二正丁胺和9g環(huán)氧雙封頭，升溫至90°C反應(yīng)2h;然后向燒瓶中加入1358的隊(04與環(huán)氧雙封頭的質(zhì)量比為15:1)和0.135g催化劑四甲基氫氧化銨，升溫至120°C反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到烷羥基硅油；[0069]步驟3:制備聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物
[0070]將步驟I得到的聚氨酯預(yù)聚體和步驟2得到的烷羥基硅油按照摩爾比1:1加入燒瓶中，同時加入聚氨酯預(yù)聚體與烷羥基硅油質(zhì)量總和1/2000的催化劑二丁基二月桂酸錫，然后升溫至50°C反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后降溫，得到聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物；
[0071]步驟4:制備聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑
[0072]向步驟3得到的有機(jī)硅多元共聚物中加入去離子水稀釋至15%的含固率，攪拌乳化2h，即得。
[0073]表1本發(fā)明織物柔軟劑與氨基硅油對織物柔軟整理的效果對比
[0074]
【權(quán)利要求】
1.一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 步驟1:制備聚氨酯預(yù)聚體 將聚乙二醇2000進(jìn)行真空干燥，真空干燥后降溫，將經(jīng)過真空干燥并降溫的聚乙二醇2000加入燒瓶中，并向燒瓶中加入異佛爾酮二異氰酸酯和催化劑，然后升溫至60~80°C，反應(yīng)I~4h,得到聚氨酯預(yù)聚體； 步驟2:制備烷羥基硅油 按照一定比例向燒瓶中加入二正丁胺和環(huán)氧雙封頭，升溫至60~100°C反應(yīng)2~6h ;然后向燒瓶中加入一定質(zhì)量的八甲基環(huán)四硅氧烷和催化劑，升溫至110~130°C反應(yīng)I~4h，得到烷羥基硅油； 步驟3:制備聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物 將所述步驟I得到的聚氨酯預(yù)聚體和所述步驟2得到的烷羥基硅油按照一定比例加入燒瓶中，然后升溫至50~80V反應(yīng)I~4h，得到聚氨酯有機(jī)硅多元共聚物； 步驟4:制備聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑 向所述步驟3得到的有機(jī)硅多元共聚物中加入去離子水稀釋至需要的含固率，攪拌乳化，即得。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟I中真空干燥的溫度為110~120°C，真空度0.08~0.09MPa，時間為2~4h,真空干燥后降溫至45~50°C。
3.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟I中異佛爾酮二異氰酸酯與所述聚乙二醇2000的摩爾比為1.2~1.8:1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟I中催化劑為二丁基二月桂酸錫，用量為聚乙二醇2000與異佛爾酮二異氰酸酯質(zhì)量總和的1/2000~1/1000。
5.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2中二正丁胺和環(huán)氧雙封頭的摩爾比為1:1。
6.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2中八甲基環(huán)四硅氧烷與環(huán)氧雙封頭的質(zhì)量比為5~20:1。
7.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2中催化劑為四甲基氫氧化銨，所述催化劑的質(zhì)量為相對于八甲基環(huán)四硅氧烷質(zhì)量的1/1000。
8.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟3中聚氨酯預(yù)聚體與烷羥基硅油的摩爾比為1:1。
9.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟3中加入催化劑二丁基二月桂酸錫，所述二丁基二月桂酸錫的質(zhì)量為聚氨酯預(yù)聚體與烷羥基硅油質(zhì)量總和的1/2000~1/1000。
10.如權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯改性有機(jī)硅多元共聚物織物柔軟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟4中攪拌時間為2~4h。
【文檔編號】C08G18/61GK103951809SQ201410165355
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】賀江平, 閔欣, 崔妍蕾 申請人:西安工程大學(xué)