不同分子量烯丙基环氧基聚醚制备软滑型嵌段硅油的合成与应用
曹 华
（张家港市天瑞化工有限公司 江苏张家港 215600）
摘要：采用两种分子量分别为500与1000的烯丙基环氧基聚醚EB-500N/EB-1000，端氢硅油（分子量8000，13000），异丙醇为原料，在氯铂酸催化的条件下，先合成出了端环氧基聚醚封端硅油，该中间体继续与聚醚胺EG-500进行开环扩链反应，制备出了多种手感风格的软滑型嵌段硅油。将该系列嵌段硅油乳化后应用于纯棉、涤纶等纤维织物的整理，其应用性能表现为整理后的织物，在获得软滑的手感的同时附加了优异的蓬松度、活络感与细腻度。
关键词：烯丙基环氧基聚醚；开环；扩链；活络感；细腻度
嵌段硅油其特有的高稳定性与高吸附性能自从其推出时便被市场所认可，应用范围不断扩大。嵌段硅油的合成主要有两种方法：
第一种方法由端含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚加成制备分子量小于等于8000g/mol的端环氧硅油，分子量超过8000g/mol的端环氧硅油则由八甲基环四硅氧烷与小分子量的端环氧封头剂在碱性条件下开环扩链制备，这种方法可以突破传统三步法时端含氢硅油分子量不超过15000g/mol的瓶颈，制备的端环氧硅油分子量可以达到25000g/mol～30000g/mol，再由不同分子量的端环氧硅油与不同分子量的聚醚胺进行开环扩链反应，合成嵌段硅油，这套方法工艺简单易控制，所得产品已经能满足市场大部分织物的整理需求，但制备的产品具有一定不足：手感方面略微死板，不够活络蓬松，细腻度也较差。
为了克服以上不足，科研工作者在第一种合成工艺基础上，不断开拓创新，开发出第二种合成工艺路线，由端氢硅油与烯丙基环氧基聚醚在催化剂存在的条件下加成得到端环氧基聚醚改性硅油，该中间体再继续与聚醚胺进行开环扩链反应，最终得到新型的嵌段硅油，该结构的嵌段硅油中，引入的更多的聚醚基团，其对应的应用性能表现为手感活络、蓬松、细腻，同时其自乳化性能更好，从而具有更好的耐热、耐温、耐电介质稳定性。
本文采用两种不同分子量的烯丙基环氧基聚醚EB-500N/EB-1000，端氢硅油（分子量8000，13000），异丙醇为原料，在氯铂酸催化的条件下，先合成出了端环氧基聚醚封端硅油，该中间体继续与聚醚胺EG-500进行开环扩链反应，制备出了多种手感风格的软滑型嵌段硅油。
1．试验
1.1 试剂与仪器
试剂：端含氢硅油（分子量8000，13000）：蓝星星火化工有限公司；烯丙基环氧基聚醚EB-500N(分子量：500g/mol)/ EB-1000(分子量：1000g/mol)：张家港市天瑞化工有限公司；聚醚胺EG-500：张家港市天瑞化工有限公司；氯铂酸：试剂级；异丙醇：工业级；冰醋酸：江苏索普化工股份有限公司。
设备：仪器：三口烧瓶（连接搅拌装置），减压脱低整套装置，冷凝器，温度计，电热套，水浴锅等，WSD型白度仪，真空泵，德国Bruker公司EOUINOX55型红外光谱仪，银河牌CS101-1AB型电热干燥箱，标准光源对色灯箱；WSB-2型白度仪（上海科学仪器有限公司）。
1.2 反应流程
1.3 实验过程
将计量的端氢硅油（分子量8000，13000），异丙醇、EB-500N/EB-1000，依次加入到装有回流冷凝器、搅拌器和温度计的四口烧瓶中，搅拌并缓慢升温至60～65℃，加入催化剂氯铂酸（1%的氯铂酸异丙醇溶液），并保温20分钟，然后升温至85℃，保温反应2小时，然后通过恒压漏斗加入计量的聚醚胺EG-500，补加部分异丙醇，升温到82保温反应5小时，降温至40℃，加入体系总质量1%的冰醋酸，静置过夜，出料，产物即为嵌段硅油。
取35克上述制备的嵌段于烧杯中，加入总质量2%的冰醋酸，搅拌并缓慢加水乳化，乳化成固含量为20%的乳液，乳液外观蓝光透明或带蓝光乳白色液体。具体数据见表1：
1.4 稳定性测试
1.4.1 耐高温测试
配制4份1%的四个组合的整理液于锥形瓶中，盖上盖子，并放置于温控恒温油浴锅，分别加热到60℃、80℃、100℃，观察整理液是否漂油或者存在挂壁现象，具体实验记录入表2。
1.4.2 离心稳定性测试
配制20g/l的四个组合的整理液于离心管中，采用高速离心机，在转速4000r/min，时间为30分钟时，不同浓度整理液是否分层，结果见表3。
2．嵌段硅油的应用性能
将制备的各组合嵌段硅油自乳化成20%固含量的乳液，并与市场上柔软整理产品质量较好的公司的柔软整理产品进行整理效果比较，整理工艺参照各布种以及不同客户提供的整理工艺为准，整理效果以各布种需要的风格的综合手感为标准进行比较。
2.1 在纯棉针织面料上的应用
对纯棉针织面料织物进行整理，并与市场相应的整理剂进行整理手感的比较，整理结果见表4。从表4数据中科院看出，经不同组合嵌段硅油乳液整理后的纯棉针织面料不仅获得了良好的滑爽性和松软性，同时，也使面料的活络性得到显著提高，这弥补了纯棉面料对活络性的需求，也弥补了目前市场上柔软整理剂活络感不足的缺陷，可以优选S-1组合与S-4组合配方。
2.2 在涤纶超柔布、珊瑚绒、雪纺、涤罗马面料上的应用
涤纶超柔布、珊瑚绒面料需要滑爽、松软的风格，雪纺类面料需要平滑、滑糯感；涤罗马强调平滑、回弹、厚实的整理风格。对表5的整理结果进行分析，对市场整理剂与S-4组合配方进行比较，在涤梭织、雪纺、涤罗马等面料上都能获得较好的滑爽感和松软性；而在活络感方面，S-4组合配方则较市场整理剂具有更明显的优势，特别是在雪纺和涤罗马织物上，S-4组合配方能够更明显地赋予织物滑糯及滑弹的风格。
由表5中数据显示，两类方法制备的嵌段硅油对绒布织物的整理，相对来说是容易做的；但是，要做出极致的风格，市场上的产品总有其缺陷，能做得非常好的厂家不是很多。其中S-4组合配方整理后的面料手感的风格更为滑爽、活络、松软。
3．结论
采用两种分子量分别为500与1000的烯丙基环氧基聚醚EB-500N/EB-1000，端氢硅油（分子量8000，13000），异丙醇为原料，在氯铂酸催化的条件下，先合成出了端环氧基聚醚封端硅油，该中间体继续与聚醚胺EG-500进行开环扩链反应，制备出了多种手感风格的软滑型嵌段硅油。将该系列嵌段硅油乳化后应用于纯棉、涤纶等纤维织物的整理，其应用性能表现为整理后的织物，在获得软滑手感的同时附加了优异的蓬松度、活络感与细腻度。对四组组合配方S-1/S-2/S-3/S-4进行耐温、离心稳定性测试表明，其具有良好的耐温、耐离心稳定性。
采用该方法制备的嵌段硅油分别对纯棉针织物进行整理后，得出了其具有优异的滑爽、松软的风格，同时使面料体现出良好的活络性，弥补了市场上柔软整理剂在活络性差的缺陷，丰富了整理后的面料风格；该整理剂在超柔、珊瑚绒、法兰绒等面料上均具有较好的滑爽感和松软感，特别在活络感方面具有明显的优势。
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作者简介：
曹华，专注于改性硅油的开发，擅长各类聚醚/氨基改性硅油，特别擅长各种风格三元嵌段硅油的开发。
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