阅读说明：本技术 一种亲水硅油及其制备方法 (Hydrophilic silicone oil and preparation method thereof ) 是由 李兵 涂胜宏 谭函彬 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种亲水硅油及其制备方法,亲水硅油按质量份数包括：聚醚胺3～13份、环氧聚醚3～8份、氨基硅油10～30份、有机溶剂10～30份、非离子表面活性剂1～3份、有机酸0.1～0.3份和去离子水30～50份。本发明的有益效果在于本发明的亲水硅油及其制备方法中亲水硅油属于交联反应的季铵盐阳离子聚合物,阳离子硅油与纯棉毛巾织物上的阴离子形成基团,通过离子键结合增加纯棉毛巾的耐洗性,在亲水硅油的硅氧烷链上引入大分子量的聚醚胺,赋予纯棉毛巾极佳的亲水性,亲水硅油形成的高分子交联聚硅氧烷,可以使纯棉毛巾形成蓬松,柔软有弹性的手感。(The invention discloses hydrophilic silicone oil and a preparation method thereof, wherein the hydrophilic silicone oil comprises the following components in parts by weight: 3-13 parts of polyether amine, 3-8 parts of epoxy polyether, 10-30 parts of amino silicone oil, 10-30 parts of organic solvent, 1-3 parts of nonionic surfactant, 0.1-0.3 part of organic acid and 30-50 parts of deionized water. The hydrophilic silicone oil and the preparation method thereof have the beneficial effects that the hydrophilic silicone oil belongs to a quaternary ammonium salt cationic polymer of a cross-linking reaction, the cationic silicone oil and anions on a pure cotton towel fabric form a group, the washability of the pure cotton towel is improved through ionic bond combination, polyether amine with large molecular weight is introduced to a siloxane chain of the hydrophilic silicone oil, the pure cotton towel is endowed with excellent hydrophilicity, and the high-molecular cross-linked polysiloxane formed by the hydrophilic silicone oil can enable the pure cotton towel to form fluffy, soft and elastic handfeel.)

一种亲水硅油及其制备方法

技术领域

本发明涉及化学领域，特别涉及亲水硅油及其制备方法。

背景技术

纯棉毛巾是一种清洁用品，可以达到去除污渍，清洁凉爽的效果，吸湿性强，有一定的手感。好的毛巾手感蓬松，柔软而无油腻感，有弹性，手感松软可人。常规用的毛巾柔软剂有聚醚硅油和氨基改性硅油，聚醚硅油有好的亲水性，但不耐洗，而且柔软度欠缺；氨基改性硅油有亲水性，但手感柔软略显油腻。

发明内容

解决上述技术问题的技术方案是：本发明提供了一种亲水硅油，按质量份数包括：

进一步的，所述聚醚胺结构式为：H₂NC₃H₆O(C₂H₄O)b(C₃H₆O)_aC_sH₆NH₂，其中a的取值为1～5，b的取值为15～1000。

进一步的，所述环氧聚醚为双环氧封端的聚醚；结构式：

其中a的取值为1～10，b的取值为10～500。

进一步的，所述氨基硅油包括含有N-甲基哌嗪的氨基硅油；其结构式如下：

其中m的取值为50～1000，n的取值为1～100。

进一步的，所述N-甲基哌嗪的氨值为0.1～0.3mmol/g。

进一步的，所述有机溶剂包括二乙二醇丁醚、丙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚、醋酸乙酯、异丙醇中的至少一种。

进一步的，所述非离子表面活性剂包括异构十醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、异构十二醇聚氧乙烯醚中的至少一种；其结构式为：

其中n的取值为3～20，R包括C10、C13、C12支链中的至少一种。

进一步的，所述有机酸包括甲酸、冰醋酸、柠檬酸中的至少一种。

本发明还提供了一种亲水硅油的制备方法，包括向反应器中加入3～13质量份的聚醚胺、3～8质量份的环氧聚醚和10～30质量份的有机溶剂，将其加热到50℃，反应5小时得到第一溶液；向所述反应器中投入酸化过的10～30质量份的氨基硅油，升温至80℃，反应8小时后降温至50℃的到第二溶液；在所述第二溶液中加入1～3质量份的非离子表面活性剂，在40℃下搅拌半小时后得到第三溶液；在所述第三溶液中加入10～15质量份的去离子水溶液，搅拌10分钟后得到第四溶液；将0.1～0.3质量份的所述有机酸和水混合均匀后缓慢加入所述第四溶液得到第五溶液；在所述第五溶液中加入15～40质量份的所述去离子水，过滤得到所述亲水硅油。

进一步的，其应用于纺织品的清洁、去污。

本发明的优点是：本发明的亲水硅油及其制备方法中亲水硅油属于交联反应的季铵盐阳离子聚合物，将亲水硅油与纯棉毛巾结合后，在亲水硅油的高分子硅烷链上，通过引入N-甲基哌嗪，并用环氧封端的聚醚胺季铵盐化，形成季铵盐聚硅氧烷，可以防止纯棉毛巾产生黄斑。阳离子硅油与纯棉毛巾织物上的阴离子形成基团，通过离子键结合增加纯棉毛巾的耐洗性，在亲水硅油的硅氧烷链上引入大分子量的聚醚胺，赋予纯棉毛巾极佳的亲水性，亲水硅油形成的高分子交联聚硅氧烷，可以使纯棉毛巾形成蓬松，柔软有弹性的手感。

具体实施方式

实施例1

本实施例中，本发明的亲水硅油用于纯棉毛巾，达到去除污渍，清洁凉爽的效果。

具体的，本发明的亲水硅油包括7.5质量份的聚醚胺组份，4.5质量份的环氧聚醚组份，25.0质量份的氨基硅油组份，15质量份的有机溶剂组份，2.0质量份的非离子表面活性剂组份，0.3质质量份的有机酸组份，45.7质量份的去离子水。

其中，聚醚胺组份为亨斯曼ED2003。在本发明的其他优选实施例中，聚醚胺组份也可为亨斯曼的ED400、ED600、ED900、ED2003中的多种，其结构式为H₂NC₃H₆O(C2H4O)b(C3H6O)aC3H6NH2，其中a的取值为1～5，b的取值为15～1000。

环氧聚醚组份为双环氧封端的聚醚GP600；其结构式为：

其中，a的取值1～5，b的取值为15～1000，本实施例中，a的取值为3，b的取值为222，其结构式为：

氨基硅油组份为氨值为0.1～0.3mmol/g的N-甲基哌嗪氨基硅油；其结构式如下：

其中，m的取值为50～1000，n的取值为1～100，本实施例中，m的取值为80，n的取值为50，其结构式为：

有机溶剂组分为二乙二醇丁醚、丙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚、醋酸乙酯、异丙醇中的一种，本实施例中，所述有机溶剂组分选用醋酸乙酯，在本发明的其他优选实施例中，有机溶剂组分也可为二乙二醇丁醚、丙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚、醋酸乙酯、异丙醇中的多种组合而成。

非离子表面活性剂组分为异构十醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十二醇聚氧乙烯醚中的一种，其结构式如下：

其中n的取值为3～20，R包括C10、C13、C12支链中的至少一种。

本实施例中，所述非离子表面活性剂组分选用异构十三醇聚氧乙烯醚。

在本发明的其他优选实施例中，非离子表面活性剂组分也可为异构十醇聚氧乙烯醚，异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十二醇聚氧乙烯醚中的几种混合而成。

有机酸组分为甲酸、冰醋酸、柠檬酸中的一种。本实施例中，所述有机酸组分选用冰醋酸，在本发明的其他优选实施例中，有机酸组分为甲酸、冰醋酸、柠檬酸中任意两种混合形成。

本实施例中，采用环氧封端的聚醚胺与N-甲基哌嗪氨基硅油合成，将氨基硅油上的N季铵化，形成季铵盐聚硅氧烷。大分子的聚醚胺与聚醚引入到氨基硅油中，可达到亲水瞬间。季铵盐硅油黄变极小；季铵盐硅油的阳离子性质与水中阴离子的形成较强的离子键，耐洗性好，因着形成交联反应，产生立体结构，所以手感蓬松，柔软有弹性，赋予毛巾更好的品质和使用性能。

为了更好的解释本发明，本实施例涉及的亲水硅油具体制备过程如下步骤：

1)向反应器中加入所述聚醚胺ED2003、所述双环氧聚醚GP600，醋酸乙酯，加热到50℃，反应5小时后形成第一溶液。

2)向所述第一溶液中投入酸化的N-甲基哌嗪氨基硅油，升温至80℃，反应8小时后降温至50℃形成第二溶液。

3)向所述第二溶液加入表面活性剂，在40℃的环境下搅拌半小时形成第三溶液。

4)向所述第三溶液缓慢加入10质量份的去离子水，搅拌10分钟，再将冰醋酸和10质量份的去离子水混合均匀，缓慢加入。

5)余下的去离子水分次缓慢加入，过滤出料，即得所述亲水硅油。

实施例2

本实施例中，本发明的亲水硅油用于纯棉毛巾，达到去除污渍，清洁凉爽的效果。

具体的，本发明的亲水硅油包括7.5质量份的聚醚胺组份，6.0质量份的环氧聚醚组份，25.0质量份的氨基硅油组份，20质量份的有机溶剂组份，3.0质量份的非离子表面活性剂组份，0.3质质量份的有机酸组份，38.2质量份的去离子水。

本实施例中，所述聚醚胺组份为亨斯曼ED900。在本发明的其他优选实施例中，聚醚胺组份也可为亨斯曼的ED400、ED600、ED900、ED2003中的多种，其结构式为H₂NC₃H₆O(C₂H₄O)_b(C₃H₆O)_aC₃H₆NH₂其中a的取值为1～5，b的取值为15～1000。

环氧聚醚组份为双环氧封端的聚醚GP600；其结构式为：

其中，a的取值1～5，b的取值为15～1000，本实施例中，a的取值为3，b的取值为222，其结构式为：

氨基硅油组份为氨值为0.1～0.3mmol/g的N-甲基哌嗪氨基硅油；其结构式如下：

其中，m的取值为50～1000，n的取值为1～100，本实施例中，m的取值为80，n的取值为50，其结构式为：

有机溶剂组分为二乙二醇丁醚、丙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚、醋酸乙酯、异丙醇中的一种，本实施例中，所述有机溶剂组分选用醋酸乙酯，在本发明的其他优选实施例中，有机溶剂组分也可为二乙二醇丁醚、丙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚、醋酸乙酯、异丙醇中的多种组合而成。

非离子表面活性剂组分为异构十醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十二醇聚氧乙烯醚中的一种，其结构式如下：

其中n的取值为3～20，R包括C10、C13、C12支链中的至少一种。

本实施例中，所述非离子表面活性剂组分选用异构十三醇聚氧乙烯醚。

在本发明的其他优选实施例中，非离子表面活性剂组分也可为异构十醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十二醇聚氧乙烯醚中的几种混合而成。

有机酸组分为甲酸、冰醋酸、柠檬酸中的一种。本实施例中，所述有机酸组分选用冰醋酸，在本发明的其他优选实施例中，有机酸组分为甲酸、冰醋酸、柠檬酸中任意两种混合形成。

本实施例中，采用环氧封端的聚醚胺与N-甲基哌嗪氨基硅油合成，将氨基硅油上的N季铵化，形成季铵盐聚硅氧烷。大分子的聚醚胺与聚醚引入到氨基硅油中，可达到亲水瞬间。季铵盐硅油黄变极小；季铵盐硅油的阳离子性质与水中阴离子的形成较强的离子键，耐洗性好，因着形成交联反应，产生立体结构，所以手感蓬松，柔软有弹性，赋予毛巾更好的品质和使用性能。

为了更好的解释本发明，本实施例涉及的亲水硅油具体制备过程如下步骤：

1)向反应器中加入所述聚醚胺ED900、所述双环氧聚醚GP600，醋酸乙酯，加热到50℃，反应5小时后形成第一溶液。

2)向所述第一溶液中投入酸化的N-甲基哌嗪氨基硅油，升温至80℃，反应8小时后降温至50℃形成第二溶液。

3)向所述第二溶液加入表面活性剂，在40℃的环境下搅拌半小时形成第三溶液。

4)向所述第三溶液缓慢加入10质量份的去离子水，搅拌10分钟，再将冰醋酸和10质量份的去离子水混合均匀，缓慢加入。

5)余下的去离子水分次缓慢加入，过滤出料，即得所述亲水硅油。

实施例3

本实施例中，本发明的亲水硅油用于纯棉毛巾，达到去除污渍，清洁凉爽的效果。

具体的，本发明的亲水硅油包括6质量份的聚醚胺组份，3.6质量份的环氧聚醚组份，23.0质量份的氨基硅油组份，22质量份的有机溶剂组份，3.0质量份的非离子表面活性剂组份，0.3质质量份的有机酸组份，42.1质量份的去离子水。

其中，聚醚胺组份为亨斯曼ED2003。在本发明的其他优选实施例中，聚醚胺组份也可为亨斯曼的ED400、ED600、ED900、ED2003中的多种，其结构式为H₂NC₃H₆O(C2H4O)b(C3H6O)aC3H6NH2，其中a的取值为1～5，b的取值为15～1000。

环氧聚醚组份为双环氧封端的聚醚GP600；其结构式为：

其中，a的取值1～5，b的取值为15～1000，本实施例中，a的取值为3，b的取值为222，其结构式为：

氨基硅油组份为氨值为0.1～0.3mmol/g的N-甲基哌嗪氨基硅油；其结构式如下：

其中，m的取值为50～1000，n的取值为1～100，本实施例中，m的取值为80，n的取值为50，其结构式为：

有机溶剂组分为二乙二醇丁醚、丙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚、醋酸乙酯、异丙醇中的一种，本实施例中，所述有机溶剂组分选用醋酸乙酯，在本发明的其他优选实施例中，有机溶剂组分也可为二乙二醇丁醚、丙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚、醋酸乙酯、异丙醇中的多种组合而成。

非离子表面活性剂组分为异构十醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十二醇聚氧乙烯醚中的一种，其结构式如下：

其中n的取值为3～20，R包括C10、C13、C12支链中的至少一种。

本实施例中，所述非离子表面活性剂组分选用脂肪醇聚氧乙烯醚。

在本发明的其他优选实施例中，非离子表面活性剂组分也可为异构十醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十二醇聚氧乙烯醚中的几种混合而成。

有机酸组分为甲酸、冰醋酸、柠檬酸中的一种。本实施例中，所述有机酸组分选用冰醋酸，在本发明的其他优选实施例中，有机酸组分为甲酸、冰醋酸、柠檬酸中任意两种混合形成。

本实施例中，采用环氧封端的聚醚胺与N-甲基哌嗪氨基硅油合成，将氨基硅油上的N季铵化，形成季铵盐聚硅氧烷。大分子的聚醚胺与聚醚引入到氨基硅油中，可达到亲水瞬间。季铵盐硅油黄变极小；季铵盐硅油的阳离子性质与水中阴离子的形成较强的离子键，耐洗性好，因着形成交联反应，产生立体结构，所以手感蓬松，柔软有弹性，赋予毛巾更好的品质和使用性能。

为了更好的解释本发明，本实施例涉及的亲水硅油具体制备过程如下步骤：

1)向反应器中加入所述聚醚胺ED2003、所述双环氧聚醚GP600，醋酸乙酯，加热到50℃，反应5小时后形成第一溶液。

2)向所述第一溶液中投入酸化的N-甲基哌嗪氨基硅油，升温至80℃，反应8小时后降温至50℃形成第二溶液。

3)向所述第二溶液加入表面活性剂，在40℃的环境下搅拌半小时形成第三溶液。

4)向所述第三溶液缓慢加入10质量份的去离子水，搅拌10分钟，再将冰醋酸和10质量份的去离子水混合均匀，缓慢加入。

5)余下的去离子水分次缓慢加入，过滤出料，即得所述亲水硅油。

为了更好的解释本发明，本实施例采用市购普通纯棉毛巾对以上实施例1-3中的亲水硅油进行对比测试，测试内容分为手感、白度、亲水性及耐洗性实验。

1、手感、白度、亲水性实验

其中，选取同质量的实施例1、实施例2和实施例3中的亲水硅油，且任一亲水硅油的产品固含量均为15％，将纯棉毛巾分为等大的六份，分别命名为样品1、样品2、样品3、样品4、样品5和样品6，在样品1上滴入实施例1的亲水硅油，在样品2上滴入实施例2的亲水硅油，在样品3上滴入实施例3的亲水硅油，为了更好的进行对比，本实施例中还引入了同质量的聚醚硅油和氨基改性硅油，在样品4上滴入聚醚硅油，在样品5上滴入氨基改性硅油，样品6为原始纯棉毛巾。

为了保证实验的准确性，样品1、样品2和样品3上滴入的亲水硅油和样品4上滴入的聚醚硅油、样品5上滴入的氨基改性硅油用量一致，本实施例中，用量为选取质量的2％。

具体实验步骤如下：

1)将滴入亲水硅油的样品1、样品2、样品3、样品4、样品5和样品6在40℃环境下浸渍20分钟。

2)对样品1、样品2、样品3、样品4、样品5和样品6进行脱水。

3)在100℃的环境下烘干样品1、样品2、样品3、样品4、样品5和样品6。

4)将烘干后的样品1、样品2、样品3、样品4、样品5和样品6置于同样湿度条件的环境下回潮4小时。

按HG/T 4917-2016方法测试亲水性、白度、对比手感，结果如表1所示：

表1

其中，手感中5分为最佳，1最差。

2、耐水洗实验

将经过手感、白度、亲水性实验的样品1、样品2、样品3、样品4和样品5分别浸泡于2克/升的洗衣粉溶液，其中样品与洗衣粉溶液的质量比为1∶50，将浸泡后的样品1、样品2、样品3、样品4和样品5分别置于洗衣机中洗涤，洗涤时间一次为10分钟，测试结果如表2所示：

表2

	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5
						初始手感	4.5	4.5	5.0	3	4.0
洗涤10次后手感	4.0	4.0	4.5	2	3
						洗涤20次后手感	4.0	3.5	4.0	1	2.5

其中，表中所示手感为综合手感评价结果，5分松软度最好，1手感差。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。