[发明专利]一种硅氧烷季铵盐抑菌柔软剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅氧烷季铵盐抑菌柔软剂及其制备方法。该方法包括以下具体过程：先将季铵盐单体和环状单体预聚得到活性中间体，再加入聚醚改性封端剂，与环状单体和制得的活性中间体共聚，得到硅氧烷季铵盐抑菌柔软剂。本发明的产品整理到织物后接触式抑菌，不存在溶出性物质，最大程度的减少季铵盐小分子残留率，不含有任何重金属元素和有机溶剂，安全环保，同时也不含有乳化剂，可以在水中自乳化形成稳定的乳液，对人体的刺激程度小，使用方便；并且抑菌性能优异，经过产品整理后的棉麻织物具有优异的柔软性能和亲水性能，可用于高端棉麻纺织品抑菌柔软整理领域。

技术领域

本发明属于服用纺织品整理剂领域，具体涉及一种硅氧烷季铵盐抑菌柔软剂及其制备方法。

背景技术

由于各种传染性病菌在自然界分布非常广泛，因此人类的健康受到严重威胁。由细菌传播感染产生的疾病，引起广泛关注。另一方面，随着人们对健康和环境保护意识的不断增强，对抑菌织物提出了新的要求。包括以下几个方面：选择性杀死有害微生物；至少以半渗透的方式将抑菌剂施加到织物上；抑菌剂对织物的黏附不会抑制其抑菌性；不会对人体和环境造成伤害和污染；微生物在生命周期内不会对抑菌剂产生免疫力；抑菌性能优异；不影响织物的其它优良性能。

常用的织物抑菌剂主要有，有机氯、铜银重金属、羟苯酯类、季铵盐，其中有机氯和重金属由于其毒性和刺激性大逐渐被取代，羟苯酯类抑菌剂不溶于水切耐久性差，因此最常用的织物抑菌剂就是季铵盐型整理剂。

季铵盐化合物能吸附带负电荷的细菌，破坏细菌细胞膜，具有良好的杀菌作用，在国际上使用广泛。但是，普通季铵盐化学活性较低，应用时基本以游离态存在，毒性相对较大，刺激性也强，将其作为抑菌剂应用在纺织品上是溶出型的，易洗脱，且易在人体表面逐渐富集，长期使用易产生病变。如果将硅氧烷引入季铵盐结构中制得有机硅季铵盐，可使其性能发生巨大变化。在众多类型的纺织品抑菌剂中，有机硅季铵盐是一类综合性能较理想的抑菌剂。该表面活性剂对人体皮肤无刺激和致癌作用，各项指标都符合国内外对抑菌纺织品的要求。经EPA(美国环保署)检查，急性毒性LD₅₀为12.27g·kg^-1(老鼠口服)，对兔子没有刺激性，鲑鱼的鱼毒性TL₅₀为56mg·L^-1。，同时又进行了亚急性毒性、致突变性、促畸形性、粘膜刺激性试验以及袜子穿着试验，都充分认定它的安全性和耐久性。此外，有机硅季铵盐在应用时无需添加反应性树脂，不存在抗药性菌出现和织物抑菌失效的问题，日益受到人们的重视。近年来，随着各种传染性病菌的流行，有机硅季铵盐及其整理的抑菌织物可望为人们的身心健康提供有效保障。目前合成有机硅季铵盐织物抑菌整理剂的方法主要有以下几种：

1.卤烷基硅烷的季铵化

比较有代表性的卤烷基硅烷的季铵化整理剂是美国道康宁公司研制出的DC-5700，这和国内许多单位研制的有机硅季铵盐抑菌剂结构类似，都是三烷氧基硅烷的季铵盐。该类抑菌剂的结构通式如下：

结构中R为活性基团，如甲氧基、乙氧基等，同时又通过有机硅的接枝聚合，形成一层能够杀菌抑菌的牢固的薄膜。此薄膜无毒，无刺激性气味，对人体无害，安全可靠。R为烃基、含氧或含氮基团，如-(CH₂)₃NHCH₂，-CH₂COCH₂CH₂-，-CH₂-等；R₂为含碳原子1—20个的烃基；X为酸根阴离子。这种整理剂。但其与织物形成的Si-O-C键交联强度不足，容易水解造成耐洗牢度下降；不仅如此，在于棉麻纤维等纤维素纤维交联过程中会引起纤维素大分子间交联，造成棉纤维整理过后手感发硬，并且加强了纤维素纤维的应力集中现象，造成纤维和纱线中的“弱点”更为突出进而引起强度下降。此外，DC5700通常需要借助有机溶剂甚至乳化剂分散于水中，而这些有机溶剂和乳化剂的残留可能对人体产生刺激。

2.氨基硅油(硅烷)的季铵化