本發(fā)明屬于有機合成，涉及一種哌嗪基氟硅油及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、織物整理劑是織物上施加一種整理劑，它能改變織物的表面性能，從而賦予織物特殊的功能。氨基硅油能賦予織物柔軟、滑爽、彈挺、抗皺、抗靜電等性能，且無毒無污染，環(huán)境友好，在紡織工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)引入氟基團后，不僅僅具有良好的增深效果，節(jié)約紡織用水量，還能夠同時賦予織物疏水、疏油、憎污、抗靜電，比普通的織物更易洗滌，同時柔軟性、手感、梳理性好。

2、然而現(xiàn)有的氨基氟硅油作為織物整理劑在應(yīng)用時仍然存在一些限制，例如氨基氟硅油為伯氨基氟硅油，易氧化黃變，造成織物發(fā)黃；此外，目前常用的氟硅油為三氟丙基硅油，三氟丙基硅油易形成甲基三氟丙基硅氧烷混合環(huán)體，影響織物整理劑的整體使用性能。目前解決伯氨易氧化黃變主要有三種方式對其改性，分別為環(huán)氧化、酰胺化、季銨化，環(huán)氧化改性具有一定的隨意性，且改性后乳化困難，產(chǎn)物粘度大，改善效果不好；酰胺化只能改性其中的30-70％伯氨基，改性過大后會嚴(yán)重影響其使用效果，且剩余的伯氨基仍會繼續(xù)被氧化為發(fā)色基團；季銨化改性也有著不能對伯氨基完全改性的缺點。因此，需要研究出一種不易黃變、含氟環(huán)體少的氨基氟硅油，以滿足實際應(yīng)用的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種哌嗪基氟硅油及其制備方法，制備得到的哌嗪基氟硅油中的哌嗪基團沒有伯氨基，不易氧化發(fā)黃，五配位硅化合物催化劑催化反應(yīng)活性高，產(chǎn)生環(huán)體少，分子量分布窄，使得產(chǎn)品獲得優(yōu)良穩(wěn)定的使用性能。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種哌嗪基氟硅油的制備方法，所述制備方法為：

4、將哌嗪基環(huán)三硅氧烷、1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)環(huán)三硅氧烷、六甲基環(huán)三硅氧烷、極性溶劑促進劑、水在反應(yīng)發(fā)生器內(nèi)充分混合后，到達反應(yīng)溫度后加入混合物總質(zhì)量的10～200ppm的五配位硅化合物催化劑反應(yīng)2～24h，加入六甲基二硅氮烷終止反應(yīng)1～4h，過濾除去鹽，減壓至-0.09～-0.1mpa，升溫至150～170℃脫除低沸物，冷卻后即得所述的哌嗪基氟硅油。

5、進一步地，所述哌嗪基三氟丙基硅油的結(jié)構(gòu)通式如下示：

6、

7、進一步地，所述m鏈接質(zhì)量占比為1～5％，n鏈接質(zhì)量占比為10～80％，p鏈接質(zhì)量占比為15～89％；所述的哌嗪基氟硅油在25℃的粘度為500～3000mpa·s。

8、進一步地，按重量份計，所述哌嗪基氟硅油的原料包括1～5份哌嗪基環(huán)三硅氧烷、10～80份1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)環(huán)三硅氧烷、15～89份六甲基環(huán)三硅氧烷、30～70份極性溶劑促進劑、0.05～0.3份水和0.45～5.5份六甲基二硅氮烷。

9、進一步地，所述哌嗪基環(huán)三硅氧烷的制備方法為：

10、在反應(yīng)器內(nèi)加入100重量份的1-烯丙基哌嗪、40～45重量份的三甲基環(huán)三硅氧烷和3～5ppm的卡斯特鉑金催化劑，在50～70℃反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后在100-120℃、壓力為-0.095～-0.1mpa條件下脫除低分子，冷卻后得到所述的哌嗪基環(huán)三硅氧烷。

11、進一步地，所述哌嗪基環(huán)三硅氧烷的結(jié)構(gòu)式如下所示：

12、

13、進一步地，所述極性溶劑促進劑選自二甲基亞砜、乙腈、四氫呋喃、n，n-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。

14、進一步地，所述五配位硅化合物催化劑的結(jié)構(gòu)式如下所示：

15、

16、進一步地，所述五配位硅化合物催化劑中的m選自c6h5ch2nh(ch3)2、c6h5ch2n(ch3)3、na、k的一種。

17、進一步地，所述反應(yīng)溫度為50～80℃。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、(1)本發(fā)明采用哌嗪基作為氨基基團，與傳統(tǒng)的氨基硅油相比，其結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，哌嗪基中的氮原子與相鄰的碳原子形成較為穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不易被氧化,這種穩(wěn)定性使得在處理織物過程中，硅油分子能夠更好地附著在織物表面，并且在長期使用和暴露于空氣中時，不易發(fā)生氧化反應(yīng)而導(dǎo)致發(fā)黃，進而提高了織物的耐久性。

20、(2)本發(fā)明采用五配位硅化合物催化劑，能夠促進哌嗪基環(huán)三硅氧烷、1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)環(huán)三硅氧烷和六甲基環(huán)三硅氧烷等原料的反應(yīng)，使生成的硅油分子量分布更加集中，產(chǎn)生的環(huán)狀硅氧烷聚合物少，進而提高產(chǎn)品的收率；在處理織物時，分子量分布窄的硅油能夠更加均勻地附著在織物表面，形成更加均勻的保護膜，提高了織物的性能和使用效果。

技術(shù)特征：

1.一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述制備方法為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述哌嗪基氟硅油的結(jié)構(gòu)通式如下所示：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述m鏈接質(zhì)量占比為1～5％，n鏈接質(zhì)量占比為10～80％，p鏈接質(zhì)量占比為15～89％；所述的哌嗪基氟硅油在25℃的粘度為500～3000mpa·s。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：按重量份計，所述哌嗪基氟硅油的原料包括1～5份哌嗪基環(huán)三硅氧烷、10～80份1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)環(huán)三硅氧烷、15～89份六甲基環(huán)三硅氧烷、30～70份極性溶劑促進劑、0.05～0.3份水和0.45～5.5份六甲基二硅氮烷。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述哌嗪基環(huán)三硅氧烷的制備方法為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述哌嗪基環(huán)三硅氧烷的結(jié)構(gòu)式如下所示：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述極性溶劑促進劑選自二甲基亞砜、乙腈、四氫呋喃、n，n-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述五配位硅化合物催化劑的結(jié)構(gòu)式如下所示：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述五配位硅化合物催化劑中的m選自c6h5ch2nh(ch3)2、c6h5ch2n(ch3)3、na、k的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種哌嗪基氟硅油的制備方法，其特征在于：所述反應(yīng)溫度為50～80℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種哌嗪基氟硅油及其制備方法，屬于有機合成技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用哌嗪基環(huán)三硅氧烷、1,3,5?三甲基?1,3,5?三(3,3,3?三氟丙基)環(huán)三硅氧烷、六甲基環(huán)三硅氧烷、極性溶劑促進劑、水作為原料，五配位硅化合物催化劑催化反應(yīng)，制備得到的哌嗪基氟硅油中的哌嗪基團沒有伯氨基，不易氧化發(fā)黃，五配位硅化合物催化劑催化反應(yīng)活性高，產(chǎn)生環(huán)體少，分子量分布窄，使得產(chǎn)品獲得優(yōu)良穩(wěn)定的使用性能。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭鴻達,馮欽邦,易勇,江光榮,蒙湘韻,吳利民,歐陽喜仁
受保護的技術(shù)使用者：廣州福澤新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30