專利名稱：一種納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織品助劑領(lǐng)域，涉及一種納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
氨基硅油織物柔軟劑能室溫固化，氨基硅油具有吸附量大，成膜性好，與纖維結(jié)合牢度強(qiáng)等特點(diǎn)，可提高化纖織物柔軟性、防皺性、彈性和撕裂強(qiáng)度，能賦予織物柔軟平滑手感。高粘度氨基硅油能使聚酯/棉混紡織物有豐滿，似棉一樣的手感；而較低粘度的氨基硅油則能使織物有光滑的絲綢感。氨基硅油近幾年來(lái)紡織工業(yè)最受歡迎的一類織物整理劑。氨基硅油所具有的優(yōu)異柔軟性源于其基本的幾何分子構(gòu)型，由于聚硅氧烷的主鏈?zhǔn)秩彳?，圍繞Si-O鍵旋轉(zhuǎn)所需的能量幾乎為零，這表明聚硅氧烷的旋轉(zhuǎn)是自由的，可以360°旋轉(zhuǎn)，從而獲得優(yōu)異的柔軟性；而氨基的極性很強(qiáng)，與纖維表面的羥基和羧基等相互作用，非常牢固地吸附在纖維上；氨基硅油的自交聯(lián)性可以在纖維表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而與纖維的結(jié)合非常牢固，具有很好的耐洗效果。同時(shí)氨基硅油可以形成穩(wěn)定的乳液甚至微乳液，解決了“漂油”問(wèn)題，因而在紡織上的應(yīng)用迅速展開(kāi)。目前中國(guó)市場(chǎng)年需紡織柔軟劑整理劑40萬(wàn)噸，其中氨基硅油柔軟整理劑占了2萬(wàn)噸。
氨基硅油由于具有很大的粘性不能直接使用，需以水乳液形態(tài)使用。此類硅油的表面能雖比二甲基硅油高但遠(yuǎn)比水低，不易制成O/W型乳液。進(jìn)口的氨基硅油往往摻入乳化劑，但由于價(jià)格高昂，摻入添加劑配比大因而制成的乳液成本高，乳膠粒子的粒徑大，分布不均勻。
納米技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型技術(shù)，納米技術(shù)應(yīng)用于紡織品柔軟整理劑可極大地改善柔軟整理劑的性能，在水乳液體系中，若乳膠粒子的粒徑控制在1～50nm之間，乳液的成膜性能、膜致密度、柔軟度等性能將有很大的提高，所以，乳液納米化是提高織物檔次的有效途徑之一。但采用這種方法制備的納米級(jí)乳液通常乳化劑含量高(＞14％，w/w)，大大限制了它的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法。本發(fā)明的方法具有膠粒粒徑小、粒徑分布窄、乳化劑含量少、反應(yīng)過(guò)程易控制等特點(diǎn)。
本發(fā)明提供制備納米級(jí)氨基硅油乳液的方法，本發(fā)明方法具體包括以下步驟●在單口燒瓶里，加入適量水，加入部分陽(yáng)離子型乳化劑和非離子型乳化劑，加熱溶解，逐滴加入八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)，并高速攪拌，后加入氨基偶聯(lián)劑，繼續(xù)高速攪拌，后經(jīng)均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，得到預(yù)乳液。
●在裝有回流冷凝管，滴液漏斗，攪拌器的四口燒瓶中，加入一定量的水，再加入剩余的陽(yáng)離子型乳化劑，溶解，攪拌，逐漸升溫至聚合溫度，加入催化劑，逐滴加入預(yù)乳液，回流數(shù)小時(shí)，冷卻，加冰醋酸中和至中性。
上述聚合方法采用半連續(xù)乳液聚合法。
上述陽(yáng)離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)。
上述非離子型復(fù)合乳化劑為AEO-3和AEO-9或TX-4和TX-10，AEO-3∶AEO-9，重量比為0.01～10∶1，或TX-4∶TX-10，重量比為0.01～10∶1。
上述的陽(yáng)離子表面活性劑0.01～9wt％，非離子型復(fù)合乳化劑用量0.01～2wt％，以乳液的總重量為基準(zhǔn)。
上述催化劑為Me4NOH或NaOH。
上述氨基偶聯(lián)劑為N-β一氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KBM-602)，γ-二乙烯三氨丙基甲基二甲氧基硅烷(HD-106)。
所述的預(yù)乳液須經(jīng)均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，次數(shù)為1～5次，均質(zhì)時(shí)間分別為1～22min。
所述的預(yù)乳液滴加時(shí)間為0.5～15h。
所述的乳液聚合溫度為70～100℃。乳液聚合反應(yīng)時(shí)間為1～20h。
本發(fā)明的制備方法乳化劑含量少，膠粒粒徑小，膠粒的平均粒徑在10～50nm之間，反應(yīng)過(guò)程易控制，制得納米級(jí)氨基硅油乳液粒徑分布窄，氨基硅油分子量Mw8.0×103～2.4×104，乳液的固含量為5～12％(w/w)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在250mL圓底燒瓶里，加入2g陽(yáng)離子型乳化劑CTAB和非離子型乳化劑AEO-9，AEO-3各1g溶于50mL的水中，重量比w(CTAB)∶w(AEO)＝2∶1，逐滴加入24mL的八甲基環(huán)四硅氧烷D4，并高速攪拌，后加入2.4mL的氨基偶聯(lián)劑KBM-602繼續(xù)高速攪拌均勻，后在均質(zhì)機(jī)上均質(zhì)15min，得到預(yù)乳液。在250mL圓底燒瓶里，加入剩余的陽(yáng)離子型乳化劑CTAB于一定量的水中，逐漸升溫至80℃，加入0.1mL 25％(w/v)的Me4NOH，逐滴加入預(yù)乳液，并保溫4小時(shí)，冷卻，加冰醋酸中和至中性。所用陽(yáng)離子型乳化劑CTAB為9％(w/w)，激光粒度儀測(cè)定粒徑為26.9nm。掃描電子顯微鏡顯示粒徑約為20nm，且粒徑分布均勻，氨基硅油分子量Mw為9.4×103，氨值為1.1。
實(shí)施例2
用和實(shí)施例1相同的操作，不同之處在于加入非離子型乳化劑是TX-4和TX-10，TX-4∶TX-10重量比為0.01～10∶1。
實(shí)施例3用和實(shí)施例1相同的操作，不同之處在于將溫度升至100℃，激光粒度儀測(cè)定粒徑為21.6nm，氨基硅油分子量Mw增加到2.4×104。
實(shí)施例4用和實(shí)施例1相同的操作，不同之處在于單體配比減少至體積比v(D4)/v(KBM-602)等于5，得到的氨基硅油氨值增加至1.7。
實(shí)施例5用和實(shí)施例1相同的操作，不同之處在于乳化劑質(zhì)量配比在0.3＜w(CTAB)/w(AEO)＜2之間，粒徑都在50nm以下。
實(shí)施例6用和實(shí)施例1相同的操作，不同之處在于加入催化劑為25％(w/w)的NaOH，粒徑在40nm以下。
實(shí)施例7用和實(shí)施例1相同的操作，不同之處在于加入氨基偶聯(lián)劑為γ-二乙烯三氨丙基甲基二甲氧基硅烷(HD-106)，粒徑在40nm以下。
權(quán)利要求
1.一種納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法，包括以下步驟●在反應(yīng)容器中，將陽(yáng)離子型乳化劑十六烷基三甲基溴化銨和非離子型乳化劑溶解在適量水中，高速攪拌，逐滴加入八甲基環(huán)四硅氧烷，高速攪拌，加入氨基偶聯(lián)劑，反應(yīng)后經(jīng)均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，得到預(yù)乳液；●在反應(yīng)容器中，加入剩余的陽(yáng)離子型乳化劑，逐漸升溫至聚合溫度，加入催化劑，逐滴加入預(yù)乳液，回流，冷卻，加冰醋酸中和至中性，得到納米級(jí)氨基硅油乳液；上述反應(yīng)的十六烷基三甲基溴化銨為乳液的總重量的0.01～9wt％，非離子型復(fù)合乳化劑為乳液的總重量的0.01～2wt％，預(yù)乳液滴加時(shí)間為0.5～15h，聚合溫度為70～100℃，乳液聚合反應(yīng)時(shí)間為1～20h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法，其特征是所述非離子型復(fù)合乳化劑為AEO-3和AEO-9，重量比為0.01～10∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法，其特征是所述氨基偶聯(lián)劑為N-β一氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅，γ-二乙烯三氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法，其特征是所述非離子型復(fù)合乳化劑為TX-4和TX-10，重量比為0.01～10∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法，其特征是所述催化劑為Me4NOH或NaOH。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法，其特征是所述均質(zhì)機(jī)均質(zhì)預(yù)乳液，均質(zhì)次數(shù)為1～5次，均質(zhì)時(shí)間為1～22min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法制得納米級(jí)氨基硅油微乳液，其特征是膠粒的平均粒徑在10～50nm，乳液的固含量為5～12％(w/w)，氨基硅油分子量Mw8.0×103～2.4×104。
全文摘要
一種納米級(jí)氨基硅油乳液的制備方法，采用預(yù)乳液剪切與半連續(xù)乳液聚合法相結(jié)合，步驟如下1.將陽(yáng)離子型乳化劑和非離子型乳化劑溶解在適量水中，逐滴加入八甲基環(huán)四硅氧烷，高速攪拌，加入氨基偶聯(lián)劑，反應(yīng)后經(jīng)均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，得到預(yù)乳液。2.加入剩余的陽(yáng)離子型乳化劑，逐漸升溫至聚合溫度，加入催化劑，逐滴加入預(yù)乳液，回流，冷卻，加冰醋酸中和至中性，得到納米級(jí)氨基硅油乳液。本發(fā)明的方法具有膠粒粒徑小、粒徑分布窄、乳化劑含量少、反應(yīng)過(guò)程易控制等特點(diǎn)。制得納米級(jí)氨基硅油微乳液膠粒的平均粒徑在10～50nm之間。
文檔編號(hào)C08G77/06GK1865319SQ20061005205
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者鄭豪, 秦曉燕, 方青, 柴云峰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)