制備具有含氮基團的聚硅氧烷的方法技術

本發明專利技術涉及制備氨基官能的聚硅氧烷的方法，所述方法通過在一種或多種含磷的、布朗斯臺德酸性化合物D)存在下，使組分A)：相同或不同的羥基封端的、線型或枝化的聚硅氧烷，組分B)：相同或不同的具有式(I)結構的烷氧基硅烷，和組分C)：水，反應而進行：R1xR23-xSiR3(I)，其中R1為相同或不同的具有1-4個碳原子的烷基，R2為相同或不同的具有1-4個碳原子的烷氧基，R3為具有至少一個氮原子的有機基團，X=0-2；本發明專利技術還涉及由上述方法相應獲得的具有含氮基團的聚硅氧烷及其用途。

【技術實現步驟摘要】
制備具有含氮基團的聚硅氧烷的方法
本專利技術涉及制備具有至少一個含氮基團的聚硅氧烷，特別是氨基官能的聚硅氧烷的方法，所述方法通過在一種或多種含磷的、布朗斯臺德酸性化合物D)存在下使相同或不同的羥基封端的、線型或枝化的聚硅氧烷的組分A)，相同或不同的具有式(I)結構的烷氧基硅烷的組分B)和組分C)的水反應：R1xR23-xSiR3(I)其中R1為相同或不同的具有1-4個碳原子的烷基，R2為相同或不同的具有1-4個碳原子的烷氧基，R3為具有至少一個氮原子的有機基團，X=0-2；本專利技術還涉及由所述方法相應獲得的具有含氮基團的聚硅氧烷及其用途。
技術介紹
氨基官能的硅氧烷被廣泛用作織物護理組合物特別是織物柔順組合物的組分，作為紡織品洗滌劑或去污劑和疏水性組合物(hydrophobicizingcompositions)的組分。大量結構不同的這類物質在現有技術中被描述，并可通過不同的制備途徑獲得。具有高修飾度并且鏈長可以不考慮氮含量而被廣泛調整的聚硅氧烷可以通過使用含有氨基的有機取代基對聚硅氧烷進行側鏈官能化(lateralfunctionalization)獲得。為了獲得優化的應用特性，能夠相互獨立地調節氨基官能的聚硅氧烷的氮含量和其摩爾質量是具有優勢的?，F有技術公開了大量涉及側鏈修飾的氨基硅氧烷的文獻?；谒玫钠鹗疾牧?，在例如EP1972330第[0154]和[0155]段中解釋的所述制備過程的基本催化平衡，可以導致雙羥基官能團封端的、側鏈氨基修飾的聚硅氧烷，或端基鏈被三甲基甲硅烷基封端的、側鏈氨基修飾的聚硅氧烷。與含有自由SiOH基團的結構類似物相比，上述封端的聚硅氧烷不僅具有不稀釋情形下更好的儲存穩定性，而且防止了處理所述聚硅氧烷的含水乳液時的凝膠狀沉淀和生長。在紡織品行業應用中這些凝膠狀沉淀是特別不理想的。根據現有技術，例如US7238768B2中所描述，縮聚可以制得鏈端具有羥基或烷氧基的氨基修飾的聚硅氧烷。所用催化劑為羧酸。未公開專利申請DE102010042861.2描述了羧酸催化的縮聚，其獲得了在鏈端具有三甲基甲硅烷氧基并且水解-穩定的聚硅氧烷，并且基于預定比例具有不同的側鏈修飾。US6171515B1描述了封端的二烷氧基官能化的氨基聚硅氧烷，其在硅氧烷聚合的下游合成步驟中，經歷了環氧官能化的單體例如縮水甘油對伯氨基和仲氨基的官能化。EP0399706描述了使用氧化烯對氨基硅氧烷進行的類似官能化的過程。EP1972330和J.Phys.Chem.B2010，114，6872-6877中進一步描述了使用碳酸甘油酯或葡糖酸內酯對氨基官能的聚硅氧烷進一步官能化的過程。氨基官能的聚硅氧烷一直被改進以對由其處理的織物片狀材料賦予有利的性能，例如織物柔順性能，防皺性能和/或降低在洗滌和/或處理和/或穿著過程中出現的有害或負面性能例如褪色，變灰等。此外，除了織物好的柔軟手感之外，也要達到足夠親水性的目的?；诂F有技術的聚硅氧烷的織物柔順配制品的一個缺陷在于含氮基團的氧化敏感性。氨基功能的聚硅氧烷及其配制品皆具有基于存儲條件而增加的黃色著色。此外，聚硅氧烷的粘度在存儲過程中可增加至凝膠點。在制備過程中不利的處理條件，例如熱應力會對氨基官能化的硅氧烷或其配置品的存儲穩定性產生不利影響，甚至在合成過程中導致凝膠化?，F有技術，在例如WO1998019665或DE102009048978中描述了使用還原劑例如亞硫酸鹽以穩定含胺的配制品。此外為了進一步最小化氧化電位，含胺配制品的堿性pH值通過加入溫和的可溶性酸轉變至中性到弱酸性范圍?？紤]到現有技術中所述的缺陷，需要具有增強存儲穩定性的用于織物柔順的聚硅氧烷。也需要能夠得到相對較低粘度、存儲穩定的氨基官能的聚硅氧烷的制備方法。因此本專利技術的目標在于提供一種制備具有含氮基團的聚硅氧烷的簡單方法，其避免了上述的現有技術方法中的一種或多種缺陷。
技術實現思路
令人吃驚的，所述目標可以通過本專利技術下述的制備含有至少一個含氮基團的聚硅氧烷的方法實現，其中在一種或多種含磷的、布朗斯臺德-酸性化合物存在下反應：羥基官能的、線型或枝化的聚硅氧烷，具有至少一個含氮原子的有機基團的烷氧基硅烷，以及水。因此，本專利技術提供制備含有至少一個含氮基團的聚硅氧烷，特別是氨基官能的聚硅氧烷的方法，通過在一種或多種含磷的布朗斯臺德-酸性化合物D)存在下，將相同或不同的末端羥基官能化的、線型或枝化的聚硅氧烷組分A)，相同或不同的如下通式(I)的烷氧基硅烷B)：R1xR23-xSiR3(I)其中R1為相同或不同的含有1-4個碳原子的烷基基團，R2為相同或不同的含有1-4個碳原子的烷氧基基團，R3為含有至少一個氮原子的有機基團，x=0-2，以及C)水，反應，在權利要求書以及下面的描述中對此詳細闡述。本專利技術同樣提供了相應獲得的具有含氮基團的聚硅氧烷以及其用途。在制備具有含氮基團的聚硅氧烷中使用的，特別作為作縮聚催化劑使用的含磷的、布朗斯臺德-酸性化合物在制備后可保留在包括基于本專利技術制備的具有含氮基團的聚硅氧烷的組合物中。其優點在于省去了復雜的分離步驟。進一步的優點是保留在反應混合物中的含磷的、布朗斯臺德-酸性化合物對相應組合物的儲存穩定性具有正面的影響。這是本領域技術人員意想不到并且不可預見的，因為通常必須移除活性催化劑以確保產品的儲存穩定性。例如，當使用四烷基銨催化劑時，在反應結束后必須通過加熱的方法毀壞催化劑，如專利EP1972330第[0154]段中所述。與例如US7238768B2作為現有技術中的羧酸催化的縮合過程相比，進一步優點在于反應過程中相對較低的泛黃趨勢。特別是在高溫和惰性化(inertization)不足的情況下，反應物和具有含氮基團的產物具有變黃的趨勢。在羧酸存在下，高溫條件時，還會有二次反應的危險，例如酰胺化反應。盡管如此，為了達到高聚合度，升高溫度是有利的。在本專利技術所涉及的方法中，即使在大約100°C相對高的反應溫度下，仍可避免二次反應，因此在更短的時間內獲得更好的聚合收率。本專利技術涉及的方法、由該方法獲得的聚硅氧烷及其用途將在以下詳細描述，但其意圖并非將本專利技術限定在這些示例性的實施方式中。下述的范圍、結構式或化合物組不僅包含其明確提及的相應范圍或化合物組，而且包含通過提取單個值(范圍)或化合物獲得的所有子范圍和子化合物組。在本專利技術的說明書上下文中引用的文獻，其全部內容被視為屬于本專利技術公開的內容。如無其他說明，下述的百分比為重量百分比。對于組合物，如無其他說明，其百分比為基于整個組合物。如無其他說明，下述的平均值為數均平均值。如無其他說明，下述的測量值為在101,325Pa壓力和23°C溫度下獲得。根據本專利技術的制備氨基官能的聚硅氧烷的方法，其特征在于使下述組分：A)相同或不同的羥基封端的、線型或枝化的聚硅氧烷，B)相同或不同的式(I)的烷氧基硅烷：R1xR23-xSiR3(I)其中：R1為相同或不同的具有1-4個碳原子的烷基，優選甲基或乙基，優選甲基，R2為相同或不同的，優選相同的，具有1-4個碳原子的烷氧基，優選甲氧基或乙氧基，R3為含有至少一個氮原子的有機基團，優選結構為-(CR42)y-[NR5-(CR42)z]eNR52的基團，其中y=1-6，優選1-4，優選3，z=1-6，優選1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
氨基官能的聚硅氧烷的制備方法，所述方法通過在一種或多種含磷的布朗斯臺德?酸性化合物D)存在下，使如下組分反應而進行：組分A)：相同或不同的末端羥基官能的、線型或枝化的聚硅氧烷，組分B)：相同或不同的式(I)結構的烷氧基硅烷：R1xR23?xSiR3(I)其中：R1為相同或不同的含有1?4個碳原子的烷基基團，優選甲基或乙基，優選甲基，R2為相同或不同的，優選相同的，含有1?4個碳原子的烷氧基基團，優選甲氧基或乙氧基，R3為含有至少一個氮原子的有機基團，x=0?2，優選0或1，以及組分C)：水。

【技術特征摘要】
2011.08.12 DE 102011110100.81.氨基官能的聚硅氧烷的制備方法，所述方法通過在一種或多種含磷的布朗斯臺德-酸性化合物D)存在下，使如下組分反應而進行：組分A)：相同或不同的末端羥基官能的、線型或枝化的聚硅氧烷，組分B)：相同或不同的式(I)結構的烷氧基硅烷：R1xR23-xSiR3(I)其中：R1為相同或不同的含有1-4個碳原子的烷基基團，R2為相同或不同的含有1-4個碳原子的烷氧基基團，R3為含有至少一個氮原子的有機基團，x＝0-2，以及組分C)：水，組分E)：二硅氮烷，其中，基于所使用的組分B)的烷氧基硅烷的量，化合物D)的用量為0.1-30摩爾％。2.如權利要求1所述的方法，其中，R1為甲基或乙基。3.如權利要求1所述的方法，其中，R2為相同的含有1-4個碳原子的烷氧基基團。4.如權利要求1所述的方法，其中，R2為甲氧基或乙氧基。5.如權利要求1所述的方法，其中，x＝0或1。6.如權利要求1所述的方法，其特征在于將具有經驗式(II)的化合物用作所述化合物D)：HaR11bPcOd(II)其中R11＝相同或不同的單價或多價烴基，上述烴基任選地含有氧和/或氮原子，a＝(c+2)或<(c+2)b＝(c+2)或<(c+2)c＝1-10，d＝(3c+1)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F·亨寧，A·洛澤，U·梅林，D·庫佩特，
申請(專利權)人：贏創高施米特有限公司，
類型：發明
國別省市：