一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷及其制备方法、应用与流程

本发明属于化工，具体涉及一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷及其制备方法、应用。

背景技术：

1、光固化技术是指能在光或高能射线的作用下，使得液态反应物(包括低聚物和单体)快速聚合形成固态产物的技术，具有高效、污染少、节能等优势。现有的光固化技术，分为自由基光固化技术和阳离子光固化技术。自由基光固化技术存在体积收缩大、氧阻聚等缺点，而阳离子光固化技术则具有不受氧阻聚干扰、厚膜固化好、体积收缩小、附着力强、耐磨、硬度高等优点，使得阳离子光固化技术市场前景广阔。

2、其中，阳离子光固化技术的主要成膜物为环氧有机硅树脂，制备环氧有机硅树脂最简便、直接的方法是利用硅氢加成反应，在铂催化剂作用下使含氢聚硅氧烷与带双键的环氧化合物反应，将环氧基引入到聚硅氧烷分子上。这种方法存在的主要问题为反应时由于聚合物的空间位阻及其多分散性构成导致大分子中的活性基团难以与小分子反应物反应完全，即含氢聚硅氧烷大分子结构中的si-h不易与带双键的环氧化合物反应完全，导致制备的环氧有机硅树脂中残存未反应的含氢聚硅氧烷原料，难以提纯从而使其固化性能受到较大影响，另一个主要问题是由端氢基硅油制备的环氧有机硅树脂分子结构中处于分子链端基的环氧基团数量较低，直接影响固化性能。

3、织物经炼漂处理后摩擦阻力比较大，会产生粗糙的手感，在印染和整理前，为了改善织物的穿着舒适感，需要用纺织印染助剂中的柔软剂对织物进行整理，使其具有滑爽、柔软、丰满、平滑等特性，并且可以起到防皱、耐磨、防污等特性，提高织物的附加值。

4、常用的柔软剂分为非硅柔软剂和有机硅柔软剂。有机硅柔软剂是应用最广泛的一类织物柔软整理剂，有机硅柔软剂由于其特殊的聚二甲基硅氧烷结构，具有良好的表面张力低、对皮肤无刺激，可赋予整理织物优良的滑爽性和柔软性特点，已广泛应用于纯棉、蚕丝、羊毛及涤纶等多种织物整理加工。有机硅柔软剂在纺织及印染工业中应用广泛，近年来用量成倍增长。其中以氨基改性有机硅的用量最大，但经过其整理后的织物仅能获得滑、软等一般手感，且亲水性、透气性比较差，要获得像高回弹性、糯性等不同风格的手感还要开发其他基团的改性硅油；环氧改性硅油也大量用作纤维的后整理剂，能赋予织物耐久的平滑性、柔软性、回弹性及丰满感等，可增进防皱性并能明显地提高织物的可缝纫性，且处理后的织物高温不泛黄，纤维膨松，但对亲水性没有改善，且耐碱稳定性仍需改善。而聚醚改性有机硅整理剂，亲水性好，但柔软性和平滑性更差。为兼具优良的柔软性和亲水性，双官能团改性聚硅氧烷已成为发展趋势，其中较为突出的是三元嵌段聚醚胺线性改性有机硅和侧链聚醚氨基改性有机硅，三元嵌段有机硅柔软剂可以提高稳定性，但是亲水性改善不明显，而普通侧链聚醚氨基改性有机硅的亲水性和稳定性仍较差。

5、针对现有光固化技术和柔软剂存在的问题，如何制备一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷，使制得的1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷用于光固化技术时，解决了固化性能差的问题，以及制得的1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷用于柔性剂时，不仅柔软性好，且解决了亲水性和稳定性差的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷及其制备方法、应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)将1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚加入反应容器中，搅拌均匀后，升温至25-30℃，然后加入karstedt催化剂进行反应放热，通过冷却水控制反应温度缓慢升温至80℃-85℃；

4、(2)继续滴加烯丙基缩水甘油醚，滴加结束，升温至160-165℃后，反应10-12h；

5、(3)将步骤(2)的反应混合物在温度为160-165℃，减压蒸馏，脱除多余的烯丙基缩水甘油醚，制得1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷。

6、作为进一步的改进，所述1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚的质量比为1：(1-5)。

7、作为进一步的改进，所述karstedt催化剂为1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷质量的1-20ppm。

8、作为进一步的改进，所述步骤(3)中减压蒸馏的压力为在-0.09─-0.10mpa。

9、作为进一步的改进，所述karstedt催化剂的制备方法，包括以下步骤：

10、将氯铂酸、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和溶剂置入反应釜中进行回流反应，反应温度为70-90℃，反应时间为3-7h，反应结束，降至室温，并加入碳酸钠固体充分搅拌，然后过滤脱水，制得karstedt催化剂。

11、另一方面，本发明还提供一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷的制备方法制得的1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷。

12、另一方面，本发明还提供一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷在光固化领域中的应用，以所述1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷为原料，制得的阳离子固化环氧有机硅树脂在光固化领域中的应用；

13、所述阳离子固化环氧有机硅树脂的制备方法，包括以下步骤：

14、将1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷和苯基环体、六甲基二硅氧烷、碱性催化剂和n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，然后在氮气保护下升温至100-110℃，搅拌下保温反应2-6h，然后升温至130-170℃，搅拌下保温反应4-10h，反应结束，减压蒸馏0.5-3h脱出低沸，即得阳离子固化环氧有机硅树脂。

15、作为进一步的改进，所述苯基环体为四甲基四苯基环四硅氧烷。

16、另一方面，本发明还提供一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷在纺织印染助剂领域中的应用，以所述1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷为原料，制得的含环氧基团的特种环氧硅油在纺织印染助剂中的应用；

17、所述含环氧基团的特种环氧硅油的制备方法，包括以下步骤：

18、(a)将八甲基环四硅氧烷、环氧封头剂、碱性催化剂和n,n-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，然后在氮气保护下升温至100-110℃，搅拌下保温反应0.5-2h；

19、(b)滴加1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷，滴加完毕，保温反应4-6h，然后升温至120-160℃，搅拌下保温反应3-4h，减压蒸馏0.5-2h脱出低沸，即得含环氧基团的特种环氧硅油。

20、另一方面，本发明还提供一种1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷在纺织印染助剂领域中的应用，以所述1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷为原料，制得的高嵌段共聚物在纺织印染助剂中的应用；

21、所述高嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

22、将含环氧基团的特种环氧硅油投入反应釜中，然后继续加入异丙醇、聚醚胺，开启搅拌，并加热升温至80-82℃后，继续反应4-6h，得到高嵌段共聚物。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、(1)在不添加溶剂和阻聚剂的情况下，通过分步添加烯丙基缩水甘油醚控制反应速度和反应放热，有利于逐步控制加成，有效防止暴聚，从而产生高温，继而引起开环缩聚，粘度暴涨；同时karstedt催化剂的使用，可以避免在加成过程中产生聚合，进一步避免粘度暴涨，使制得的1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷具有较低的粘度；

25、(2)使用1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷制得的阳离子固化环氧有机硅树脂硬度高，具有更好的防划伤性能；

26、(3)使用1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷制得的含环氧基团的特种环氧硅油具有好的柔软度、耐高温稳定性以及耐碱稳定性，具有较高的稳定性；

27、(4)使用1,3,5,7-四甲基四缩水甘油丙氧基醚环四硅氧烷制得的含环氧基团的特种环氧硅油来制备高嵌段共聚物，制得的高嵌段共聚物不仅具有好的柔软度和耐高温稳定性，还具有好的亲水性好和耐碱稳定性。