一种制备嵌段硅油的乳液聚合法
技术领域
本发明涉及一种印染助剂领域，尤其是涉及一种制备嵌段硅油的乳液聚合法。
背景技术
有机硅乳液最初是通过机械乳化法将甲基硅油、羟基硅油、氨基改性硅油等本体聚合型硅油乳化成乳液。由于稳定性原因，溶剂法合成的嵌段硅油乳液逐渐发展起来。近年来，由于化工企业及印染企业安全事故频发，人们更多地关注到化学品的安全生产与使用问题，尤其是后整理助剂中有机硅乳液中的溶剂控制。由于聚醚胺与聚有机硅氧烷链段之间的极性差异较大，反应过程中难以形成均相反应，只能加入异丙醇等有机溶剂来保证反应的正常进行，尤其是自乳化型嵌段硅油，溶剂的使用量更高。为了降低溶剂的使用，专利CN107522866A公开了一种无溶剂嵌段硅油的制备方法，以聚醚胺和环氧双封头为原料制备氨基聚醚偶联剂，再与D4在碱性条件下聚合。这种聚合方法属于有机硅的本体聚合法，可在反应过程中不使用溶剂，但原油制备之后仍需要通过乳化步骤制备乳液，且当原油粘度较大时，仍然需要加入少量溶剂降低乳化时的粘度。而乳液聚合法属于有机硅乳液制备的环保型新技术，它是将有机硅环体直接在以水为介质的条件下聚合得到聚有机硅氧烷，反应过程中不需要使用溶剂。乳液聚合法发展至今，已有许多研究者通过该方法制备出稳定的氨基改性硅油乳液，并应用于纺织领域中，但通过乳液聚合法来制备嵌段硅油的研究仍是空白。
发明内容
本发明目的是客服现有技术的不足，提供一种采用乳液聚合法制备嵌段硅油，实现嵌段硅油无溶剂化，达到清洁生产目的的制备嵌段硅油的乳液聚合法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
1、一种制备嵌段硅油的乳液聚合法，其特征在于按下步骤进行：
1)、聚醚胺-硅氧烷中间体的制备：
将30～40份1,1,3,3-四甲基-1,3-二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷和20～400份聚醚胺加入到反应容器中，加热至60～100℃，保温2～6h后，降温至40～50℃出料，得到聚醚胺-硅氧烷中间体；
2)、嵌段硅油的乳液聚合法制备：
将2～4份非离子型乳化剂、2～6份阳离子型乳化剂和50～70份水加入到反应容器中，搅拌10～30min直至物料全部溶解，加入20～40份八甲基环四硅氧烷，搅拌30～60min后，倒入高压均质机中，在压力为50～500kg下均质两次，得到预乳液，将均质好的预乳液加入反应容器中，开启搅拌，加入0.5～2份碱性催化剂，升温至60～90℃，保温反应4～8h，再加入1～4份聚醚胺-硅氧烷中间体，继续反应1～2h，降温至40～50℃，加入2～4份冰醋酸中和，得到嵌段硅油。
作为优选，所述聚醚胺为数均分子量200～2000的双端氨基聚氧丙烯醚、双端氨基聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种；
所述非离子型乳化剂为聚氧乙烯单元数在5～35的月桂醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、十八醇聚氧乙烯醚中的两种；
所述阳离子性乳化剂为十二烷基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵中的一种；
所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
聚氧乙烯单元数简称EO，八甲基环四硅氧烷简称D4。
由于上述技术方案的运用，本发明具有如下优点：
区别于本体聚合法的氨基硅油乳液，溶剂法的嵌段硅油乳液与无溶剂本体聚合法的嵌段硅油乳液，本发明采用乳液聚合法合成嵌段硅油乳液。反应过程中不需要使用溶剂，聚醚胺-有机硅氧烷中间体在水分散介质中能够与聚有机硅氧烷在乳胶粒表面发生反应，聚醚胺-有机硅氧烷分子结构中的-Si-O-Si-键在碱性催化下断裂，生成-Si-O-活性基与D4开环后的产物发生反应，产物是指低分子端羟基聚硅氧烷；将氨基与聚醚链段引入聚有机硅氧烷分子链中，得到嵌段型聚有机硅氧烷。该方法将合成与乳化同时进行，不仅解决了聚醚胺与聚有机硅氧烷分子链相容性问题，同时避免了嵌段硅油在合成和乳化过程中溶剂使用较多的问题，有效推动化工和印染企业的安全环保与清洁生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明做进一步的描述。
实施例1：
1)聚醚胺-硅氧烷中间体的制备；
将36份1,1,3,3-四甲基-1,3-二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷和46份聚醚胺(D230，数据分子量为230，双端氨基聚氧丙烯醚)加入到反应容器中，加热至70℃，保温4h后，降温至50℃出料；
2)嵌段硅油的乳液聚合法制备；
将2份月桂醇聚氧乙烯醚(EO＝5)、2份月桂醇聚氧乙烯醚(EO＝25)、3份十六烷基三甲基氯化铵和65份水加入到反应容器中，搅拌30min直至物料全部溶解，加入25份八甲基环四硅氧烷(D4)，搅拌60min后，倒入高压均质机中，在压力为200kg下均质两次，得到预乳液，将均质好的预乳液加入反应容器中，开启搅拌，加入1份氢氧化钠，升温至70℃，保温反应6h，再加入1份聚醚胺-硅氧烷中间体，继续反应2h，降温至50℃，加入2份冰醋酸中和。乳液外观及物理性能测试结果如表1所示。
表1物理性能测试结果
实施例2：
1)聚醚胺-硅氧烷中间体的制备；
将36份1,1,3,3-四甲基-1,3-二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷和60份聚醚胺(D400，数据分子量＝400，双端氨基聚氧丙烯醚)加入到反应容器中，加热至80℃，保温4h后，降温至50℃出料；
2)嵌段硅油的乳液聚合法制备；
将1.5份异构十三醇聚氧乙烯醚(EO＝5)、2.5份月桂醇聚氧乙烯醚(EO＝25)、3份十八烷基三甲基氯化铵和68份水加入到反应容器中，搅拌30min直至物料全部溶解，加入25份八甲基环四硅氧烷(D4)，搅拌60min后，倒入高压均质机中，在压力为300kg下均质两次，得到预乳液，将均质好的预乳液加入反应容器中，开启搅拌，加入1.5份氢氧化钾，升温至80℃，保温反应4h，再加入1.5份聚醚胺-硅氧烷中间体，继续反应2h，降温至50℃，加入2份冰醋酸中和。乳液外观及物理性能测试结果如表2所示。
表2物理性能测试结果
实施例3：
1)聚醚胺-硅氧烷中间体的制备；
将36份1,1,3,3-四甲基-1,3-二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷和90份聚醚胺(ED600，数据分子量＝600，双端氨基聚氧乙烯聚氧丙烯醚)加入到反应容器中，加热至90℃，保温6h后，降温至50℃出料；
2)乳液聚合型嵌段硅油的制备；
将1份异构十三醇聚氧乙烯醚(EO＝5)、3份月桂醇聚氧乙烯醚(EO＝30)、/3份十六烷基三甲基氯化铵和70份水加入到反应容器中，搅拌30min直至物料全部溶解，加入25份八甲基环四硅氧烷(D4)，搅拌60min后，倒入高压均质机中，在压力为300kg下均质两次，得到预乳液，将均质好的预乳液加入反应容器中，开启搅拌，加入1.5份氢氧化钾，升温至80℃，保温反应4h，再加入2份聚醚胺-硅氧烷中间体，继续反应1.5h，降温至50℃，加入2.5份冰醋酸中和。乳液外观及物理性能测试结果如表3所示。
表3物理性能测试结果
