[發明專利]二硅氧烷化合物及其用途

無效

• 申請號: 201380056856.4
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104755486A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 星勛·趙;A·希爾貝雷爾;唐·李·克萊爾;K·茲米爾曼;N·齊奧科夫斯基
• 申請（專利權）人: 道康寧公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C04B28/04;C04B40/00;C04B40/06
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 牟靜芳;鄭霞

本發明涉及在水解時產生一種或多種用作疏水材料的水解產物的二硅氧烷化合物，此類材料可用于各式各樣的應用，尤其是作為用于干混產品和干混產品組合物例如建筑材料諸如水泥和灰漿的潤濕添加劑。

三硅氧烷材料在水溶液中用作表面活性劑和/或潤濕劑以改善活性成分的遞送。然而，三硅氧烷化合物只可用于窄pH范圍，從略呈酸性的pH?6到極輕微堿性pH?7.5。在此窄pH范圍之外，三硅氧烷化合物遇水解不穩定從而發生快速分解，此外分解產物對所得的處理無益。

建筑材料諸如水泥和灰漿是已將上述三硅氧烷用作添加劑的應用領域之一。此類建筑材料可包含大量的加入其中以改變其性質的添加劑。這些添加劑可加到干混產品中、濕混材料(即，在添加水后)中，或在施加后處于硬化狀態時添加。此類添加劑可包括例如超塑化劑、速凝添加劑、緩凝劑、增量劑、潤濕劑、分散劑、強化劑、消泡劑、抗收縮劑、流變改性劑和表面活性劑。

就建筑材料而言，例如水泥和灰漿，已存在引入多種多樣的添加劑以在施加并干燥后賦予成品疏水性的傾向。這是因為水是造成混凝土和抹灰等嚴重損壞的最常見原因。水起到促進對所述混凝土等具有不良影響的物質(例如鹽)進入的作用。水還涉及到加劇微生物的生長和寒冷期的凍壞。另外，熱傳遞與建筑材料中的水分含量直接相關。

多種多樣的材料可用于使得建筑材料諸如灰漿和混凝土等呈疏水性。這些材料包括油脂化工原料(即金屬皂)和硅基材料。雖然添加此類材料由于有益的成本/疏水性能比(0.3％的劑量即足以獲得所需水平的疏水性)而具有價值，但是此類材料的存在可具有不良影響。它們的疏水性導致在將水加入干混合物時干灰漿的可潤濕性不佳，由于它們的強疏水性因而不溶于水，使得它們難以摻入到灰漿糊狀物中。在實踐中這通常意味著：抗水劑并不完全有效或批料不能得到均勻混合。水溶性皂諸如硬脂酸鈉和油酸鈉已用作替代品，但是盡管它們的水溶性是一個優點，但其缺點在于它們導致了相比堿土和過渡金屬皂更高水平的風化(由于鈉鹽的存在)、更大的吸水性(即，降低的疏水性)和更短的儲存壽命。

對堿土和過渡金屬皂作為疏水材料的偏好因此導致了在包含例如表面活性劑和潤濕劑的此類干混組合物中需要和使用另外的添加劑。然而，此類表面活性劑和潤濕劑的存在也可能適得其反：因為在與水混合時，表面活性劑與許多其他成分相比具有相對短的儲存壽命且會夾帶氣體而導致泡沫。這是因為它們在高和低pH下的不穩定性。

此外，干混合物(例如混凝土和灰漿)在水化(添加水)后的pH性質大大限制了對合適的表面活性劑和潤濕劑的選擇。例如，雖然基于三硅氧烷的材料的潤濕性質是本行業中熟知的，但是還認識到，如在US7935842的第1列中所討論，“三硅氧烷化合物僅可用于窄pH范圍：從略呈酸性的pH?6到極輕微堿性pH?7.5。在此窄pH范圍之外，三硅氧烷化合物遇水解不穩定并發生快速分解”。US7652072描述了對以下二硅氧烷表面活性劑組合物的選擇，該組合物表現出在寬pH范圍內的耐水解性，更具體地講，具有從約pH?3到約pH?12的耐水解性的耐水解二硅氧烷表面活性劑。

因此，本文提供了一種具有以下結構的二硅氧烷：

其中R¹、R³、R⁴和R⁵各自獨立地選自具有1至4個碳原子的一價烴基、具有1至4個碳原子的取代的一價烴基、芳基和包含芳基基團的6至20個碳原子的烴基團；R²選自由7至15個碳組成的支鏈或直鏈烴基團、由7至15個碳組成的取代的支鏈或取代的直鏈烴基團、任選取代的芳基基團、和具有一個或多個6至20個碳原子的芳基取代基的4至9個碳的烷基烴鏈、或當R¹和R³獨立地為芳基基團時由1至6個碳組成的支鏈或直鏈烴基團、或包含芳基基團的6至20個碳原子的烴基團；

Z為2至10(包括2和10)個碳原子的直鏈或支鏈二價烴基，以及R⁸選自OH、H、1至6個碳原子的一價烴基和乙?；⑶蚁聵薬、b和c中的每一個為零或正數，前提條件是a+b+c≥1。

還提供了一種具有以下結構的二硅氧烷

其中R¹、R³、R⁴和R⁵各自獨立地選自具有1至4個碳原子的一價烴基、芳基和包含芳基基團的6至20個碳原子的烴基團；