[发明专利]一种咪唑基改性硅油及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及到有机硅材料合成和织物后整理应用领域，尤其是涉及一种咪唑基改性硅油，及咪唑基改性硅油的制备与织物整理应用。以羧基硅油和乙二胺为原料，先直接缩合、再在催化剂催化下脱水缩合分子内环化，得到咪唑基改性硅油。制备的咪唑基改性硅油侧基含有环仲胺基，乳化后应用于织物整理可提供非常良好的柔软、丰满手感。

背景技术

氨基硅油是一种氨基改性聚有机硅氧烷，是目前市场上具有代表性的有机硅柔软剂品种。由于氨基硅油侧基上的氨基极性强，反应活性高，能与纤维表面的羟基、羧基等相互作用，从而使聚硅氧烷主链能定向地附着于纤维表面，使纤维之间的摩擦系数下降，由此提供极好的柔软、平滑效果。因此，作为改性硅油中的主要品种，氨基硅油在织物后整理上具有非常广泛的应用。

氨基硅油中，分子结构中的氨基为氨丙基、N-(β-氨乙基)亚氨丙基时提供的氨基改性硅油是商品的主体。这些氨基硅油在柔软性、回弹性上较其它柔软剂有明显的优势，但氨基的引入同时也带来了织物的黄变现象。对于漂白织物，浅色织物应谨慎使用。产生黄变的原因主要是由于目前普遍使用的氨基聚硅酮为氨乙基亚氨丙基硅油，其则链上-(CH₂)₃NH(CH₂)₂NH₂有二个氨基(伯氨和仲氨)共有三个活泼氢原子，织物黄变现象是氨基氧化分解形成发色团引起的，而这种双胺型结构更具有协同加速氧化作用，有利于形成发色团，使织物泛黄。

为了保持氨基有机硅柔软剂优异的柔软性、回弹性的特性，解决织物的黄变现象，开发低黄变氨基改性有机硅柔软剂，人们对有不同氨基官能团作为侧链改性的聚二甲基硅氧烷进行性能测试，发现常用的伯氨基取代型硅油虽然柔软效果良好，但是白度、吸水性，易去污性都差，综合效果不理想。

与之相比，仲氨基取代型硅油柔软剂则具有最佳的手感和良好的白度、吸水性及易去污性，可以获得最佳的综合整理效果。最具有代表性的仲氨基取代型硅油为环己氨丙基硅油，其分子结构式为：

其侧基取代基上的环己基给仲氨基提供了大的立体位阻使得其不容易被氧化而导致变色，因此是一种很好的抗黄变型氨基硅油柔软整理剂。然而，环己氨丙基硅油的工业化由于单体制备过程中要用到环己氨基丙烯，后者合成工艺复杂、生产成本高，因此导致环己氨丙基硅油成本居高不下，从而限制了其广泛应用。

侧链为四甲基哌啶基改性的氨基硅油中也由于引入了高位阻的仲氨基团，所以具有比伯氨基型改性硅油有更好的抗氧化性，用于纤维处理时基本不发生黄变。其分子结构式为：

制备时先由4-烯丙氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶与α，ω-二羟基甲基氢硅氧烷低聚物经氢硅化加成反应先制成α，ω-二羟基甲基丙氧基-2，2，6，6—四甲基哌啶基硅氧烷低聚物，再与D4在碱催化剂存在下经平衡化反应制取。侧链环状二氨烃基如哌嗪丙基改性的硅油，也比伯氨基改性硅油有更好的抗氧化性，用于纤维处理可以降低黄变程度。其分子结构式为：

哌嗪丙基改性的硅油由哌嗪丙基改性的硅烷或其水解物与D4、MM，在碱催化剂存在下平衡化反应制取。

可以看出，上述四甲基哌啶基改性硅油和哌嗪丙基改性硅油虽然性能优越，但同样存在制备工艺复杂、原材料不易得、生产成本高的缺点，因此不易推广应用。

基于上述氨基硅油的不足之处，本发明人设计了本发明“一种咪唑基改性硅油及其制备与应用”。

发明内容

为了克服现有技术制备仲氨基型改性硅油所具有的工艺复杂而繁琐、原材料不易得，不容易工业化推广应用的不足，本发明的目的在于提供一种咪唑基改性硅油及其制备方法，其中，改性硅油侧链咪唑基含环仲氨基，得到的改性硅油可用于织物柔软整理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的原理是：以羧基硅油和乙二胺为原料，利用羧基硅油侧链羧基的反应性，与氨基缩合脱水反应，得到氨乙基酰胺烷基硅油。再在催化剂催化下脱水缩合环化，侧基进一步发生分子内缩合脱水环化，得到咪唑基改性硅油。

本发明采用的技术方案中，通过羧基硅油与乙二胺缩合脱水反应合成咪唑基改性硅油，反应式如下：

其中，R=-(CH₂)₂-或-(CH₂)₁₀-；

m=0~20；n=5~20