[發明專利]一種三硅氧烷聚醚酯表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310690671.0
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103638872A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 孫宇;羅振揚;馬宏明;唐雄峰;沈杰;陳天鵬
• 申請（專利權）人: 南京美思德新材料有限公司
• 主分類號: B01F17/54
• 分類號: B01F17/54;B01F17/42;C08G65/336;C08G65/332;C08G65/28
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤

技術領域

本發明涉及一種表面活性劑及其制備方法，更具體地說涉及一種三硅氧烷聚醚酯表面活性劑及其制備方法。

背景技術

1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷（MD^HM）結構式為：

三硅氧烷表面活性劑能降低油水界面的界面張力，同時，還能在低能疏水表面潤濕擴展，因此三硅氧烷類表面活性劑具有非常優良的展著性、潤濕性及滲透性。決定三硅氧烷表面活性劑活性的是甲基（-CH₃)，Si-O-Si骨架僅起支撐作用，甲基呈傘型緊密排列在氣液界面上，可以使水的表面張力降低至20mN/m左右，如圖1所示。

三硅氧烷表面活性劑具有優良的潤濕鋪展性能，能誘導農藥直接經葉孔被植物吸收，從而減少了農藥的揮發和光解的損失，提高了農藥的有效利用率，降低了農藥投放量，是非常有效的農藥助劑。三硅氧烷表面活性劑還應用在水性涂料、溶劑型涂料和輻射固化涂料中，作為潤濕除氣劑、流平劑及消泡劑，尤其能促進涂料在帶油污的低能疏水表面的潤濕作用。此外，三硅氧烷表面活性劑在鋰離子電池電解液、制備微乳液、移除憎水表面油狀物等方面都有著廣泛的應用。因此如何利用其優良的性能，與別的物質結構結合增加其耐水性，從而使其應用更加廣泛成為研發的熱點。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現在技術中存在的不足和問題，提供一種三硅氧烷聚醚酯表面活性劑，該三硅氧烷聚醚酯表面活性劑拉長了硅氧烷和親水基團的間距，可以有效提高硅氧烷的耐水解性。

本發明的另一目的是提供一種該三硅氧烷聚醚酯表面活性劑的制備方法。

本發明通過以下技術方案實現：

本發明的三硅氧烷聚醚酯表面活性劑，其具有以下結構式Ⅰ的結構：

其中結構式Ⅰ中R為具有如下結構單官能度聚醚酯

單官能度聚醚酯結構中，R₁為CH₃、CH₃CH₂、CH₃CH₂CH₂、CH(CH₃)₂或CH₃CH₂CH₂CH₂結構；R₂是α-烯酸或不飽和脂肪酸經硅氫加成后的飽和烷基部分；x的值為20～120；y的值為0～75；其中α-烯酸或不飽和脂肪酸中的雙鍵與三硅氧烷的氫原子進行硅氫加成，連接在有機硅鏈段上的是α-烯酸或不飽和脂肪酸的單官能度聚醚酯，親水基團仍然是環氧乙烷聚醚或環氧乙烷、環氧丙烷共聚醚。

本發明的三硅氧烷聚醚酯表面活性劑，其進一步的技術方案是所述的單官能度聚醚酯由α-烯酸或不飽和脂肪酸與單官能度聚醚酯化反應獲得，也可由α-烯酸的甲酯或不飽和脂肪酸的甲酯與單官能度聚醚酯酯交換反應獲得；所述的硅氫加成反應是1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷與α-烯酸或不飽和脂肪酸聚醚酯進行得到三硅氧烷聚醚酯表面活性劑，或1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷與α-烯酸的甲酯或不飽和脂肪酸的甲酯進行，當采用1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷與α-烯酸的甲酯或不飽和脂肪酸的甲酯進行硅氫加成后，再與單官能度聚醚進行酯化反應獲得三硅氧烷聚醚酯表面活性劑。

本發明上述的三硅氧烷聚醚酯表面活性劑的制備方法，其包括以下步驟：

以一元醇為起始劑，在反應器中加入環氧乙烷和環氧丙烷，在催化劑a存在下、壓力控制在≤0.4MPa，于100～130℃條件下反應4～6小時，得到單官能度聚醚；

將α-烯酸或不飽和脂肪酸和單官能度聚醚加入反應器，在催化劑b存在下，于160～220℃條件下反應4～6小時，得到含雙鍵的聚醚酯；或者將α-烯酸的甲酯或不飽和脂肪酸的甲酯和單官能度聚醚加入反應器，在催化劑b存在下，于170～200℃條件下反應1～3小時，脫除甲醇，得到含雙鍵的聚醚酯；

將以上反應獲得的含雙鍵的聚醚酯、1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、Pt催化劑及溶劑加入反應器，于常壓下加熱升溫至60～120℃反應2～10小時，加熱反應的同時開啟回流冷凝管冷卻水以保證溶劑回流；反應結束后，先進行常壓蒸餾再進行減壓蒸餾，待溶劑和過量的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷脫除完畢后降溫，獲得三硅氧烷聚醚酯表面活性劑。

本發明的三硅氧烷聚醚酯表面活性劑的制備方法，其進一步的技術方案是包括以下步驟：