專利名稱：一種非離子型活性硅表面活性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非離子型表面活性劑，本發(fā)明還涉及該非離子型表面活性劑的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述非離子型活性硅表面活性劑的制備方法。
本發(fā)明提供的非離子型活性硅表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式為式(I)或式(II) 式(I)和式(II)中，R1為5-20個(gè)碳原子的烷基、5-20個(gè)碳原子的烷苯基或5-20個(gè)碳原子的烷酰基，本發(fā)明的優(yōu)選方案是R1為10-16個(gè)碳原子的烷基或7-10個(gè)碳原子的烷苯基；R2為1-4個(gè)碳原子的烷基，本發(fā)明的優(yōu)選方案是R2為甲基；R3為1-4個(gè)碳原子的烷基，本發(fā)明的優(yōu)選方案是R3為甲基或乙基；n是聚合度，為5-100，本發(fā)明的優(yōu)選方案是n為5-50；m為1-5，本發(fā)明的優(yōu)選方案是m為3。
上述非離子型活性硅表面活性劑的制備方法，包括以下步驟(1)結(jié)構(gòu)式為(III)的非離子型表面活性劑，在堿性物質(zhì)或活潑金屬的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)式為(IV)的非離子型表面活性劑醇鹽R1O(CH2CH2O)nH (III)R1O(CH2CH2O)n(IV)式(III)和式(IV)中，R1及n的定義與前述的R1及n相同；堿性物質(zhì)為堿金屬醇鹽、堿土金屬醇鹽、堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物，本發(fā)明優(yōu)選為乙醇鈉、乙醇鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀；活潑金屬為堿金屬或堿土金屬，本發(fā)明優(yōu)選為金屬鈉；結(jié)構(gòu)式為(III)的非離子型表面活性劑與堿性物質(zhì)或活潑金屬的克分子之比為1∶1-1.5，本發(fā)明的優(yōu)選方案是1∶1-1.3。
(2)結(jié)構(gòu)式為(IV)的非離子型表面活性劑醇鹽與結(jié)構(gòu)式為(V)或(VI)的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生親核取代反應(yīng)，生成結(jié)構(gòu)式為(I)或(II)的非離子活性硅表面活性劑 式(V)和式(VI)中，X為鹵素原子，本發(fā)明優(yōu)選為Cl；R2、R3及m的定義與前述的R2、R3及m相同；結(jié)構(gòu)式為(IV)的非離子型表面活性劑醇鹽與結(jié)構(gòu)式為(V)或(VI)的硅烷偶聯(lián)劑的克分子之比為1∶1-1.5，本發(fā)明的優(yōu)選方案是1∶1-1.3。
用堿性物質(zhì)作脫氫劑時(shí)，實(shí)驗(yàn)操作如下在裝有溫度計(jì)、攪拌器、氮?dú)馔ㄈ牍?、蒸餾頭的500ml四口燒瓶中，加入一定量結(jié)構(gòu)式為(III)的非離子表面活性劑和計(jì)量的乙醇鈉乙醇溶液或乙醇鉀乙醇溶液或氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液，攪拌下升溫至120℃-140℃，控制反應(yīng)溫度為130℃-135℃，不斷將低沸物如乙醇或水蒸餾出去，反應(yīng)15-20小時(shí)，在N2保護(hù)下緩慢冷卻至室溫。撤下蒸餾裝置，加入計(jì)量的硅烷偶聯(lián)劑，用玻璃瓶塞塞住瓶口，然后下攪拌下升溫到100℃-120℃，反應(yīng)10小時(shí)，冷卻至室溫。加入2-3倍重量于結(jié)構(gòu)式為(III)非離子型表面活性劑的無水甲苯，攪拌溶解，過濾除去不溶物。減壓下蒸餾除去甲苯和過剩硅烷偶聯(lián)劑，得結(jié)構(gòu)式為(I)或(II)的非離子型活性硅表面活性劑產(chǎn)物。用紅外光譜和質(zhì)譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。
用活潑金屬作脫氫劑時(shí)，實(shí)驗(yàn)操作如下在500ml單口燒瓶中加入一定量已脫水結(jié)構(gòu)式為(III)非離子型表面活性劑，計(jì)量的金屬鈉及2-3倍于結(jié)構(gòu)式(III)非離子型表面活性劑的無水甲苯，加入幾粒沸石或分子篩，安上上端裝有干燥管的球形回流管。升溫回流至金屬鈉表面無氣泡為止，自然冷卻至室溫，然后將上述液體混合物快速過濾到盛有計(jì)量的硅烷偶聯(lián)劑的500單口燒瓶中，安上上端裝有干燥管的球形回流管，升溫回流8-15小時(shí)，自然冷卻至室溫，過濾除去不溶物，減壓蒸餾除去甲苯和過剩硅烷偶聯(lián)劑，即得結(jié)構(gòu)式為(I)或(II)的非離子型活性硅表面活性劑產(chǎn)物。用紅外光譜和質(zhì)譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。
使用本發(fā)明非離子型活性硅表面活性劑制得的水基硅橡膠、水基硅樹脂及水基硅丙樹脂等，在成膜固化過程中，這類表面活性劑能和端羥基聚硅氧烷發(fā)生縮合反應(yīng)，這樣就加快了其固化速度，而且這類表面活性劑是以化學(xué)鍵合形式與聚硅氧烷結(jié)合成一體，因此不會(huì)發(fā)生遷移，膠膜的耐水性及與基材的粘結(jié)力得以提高，表面也不會(huì)在受潮時(shí)發(fā)生“起霜”、“泛白”的現(xiàn)象。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
表1 水基硅橡膠的性能表面活性劑 膠膜表干時(shí)間表面有無“起霜”、“泛白”現(xiàn)象(小時(shí))NP-17-二乙 5 無NP-17-三乙 3 無NP-17-二甲 4 無NP-17-三 3 無NP-40-二乙 6 無AEO-15-二乙 5 無NP-179 有NP-40 10 有AEO-15 9 有
權(quán)利要求
1.結(jié)構(gòu)式為(I)或(II)的非離子型活性硅表面活性劑 式(I)中，R1為5-20個(gè)碳原子的烷基、5-20個(gè)碳原子的烷苯基或5-20個(gè)碳原子的烷?；?；R2、R3為1-4個(gè)碳原子的烷基；n為5-100；m為1-5；式(II)中，R1為5-20個(gè)碳原子的烷基、5-20個(gè)碳原子的烷苯基或5-20個(gè)碳原子的烷?；?；R3為1-4個(gè)碳原子的烷基；n為5-100；m為1-5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子型活性硅表面活性劑，其中R1為10-16個(gè)碳原子的烷基或7-10個(gè)碳原子的烷苯基；R2為甲基；R3為甲基或乙基；n為5-50；m為3。
3.權(quán)利要求1所述的非離子型活性硅表面活性劑的制備方法，該方法包括以下步驟(1)結(jié)構(gòu)式為(III)的非離子型表面活性劑，在堿性物質(zhì)或活潑金屬的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)式為(IV)的非離子型表面活性劑醇鹽R1O(CH2CH2O)nH (III)R1O(CH2CH2O)n(IV)式(III)中，R1為5-20個(gè)碳原子的烷基、5-20個(gè)碳原子的烷苯基或5-20個(gè)碳原子的烷?；?；n為5-100；式(IV)中，R1為5-20個(gè)碳原子的烷基、5-20個(gè)碳原子的烷苯基或5-20個(gè)碳原子的烷?；?；n為5-100；(2)結(jié)構(gòu)式為(IV)的非離子型表面活性劑醇鹽與結(jié)構(gòu)式為(V)或(VI)的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生親核取代反應(yīng)，生成結(jié)構(gòu)式為(I)或(II)的非離子活性硅表面活性劑 式(V)中，X為鹵素原子；R2、R3為1-4個(gè)碳原子的烷基；m為1-5；式(VI)中，X為鹵素原子；R3為1-4個(gè)碳原子的烷基；m為1-5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的堿性物質(zhì)為堿金屬醇鹽、堿土金屬醇鹽、堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述的堿性物質(zhì)為乙醇鈉、乙醇鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的活潑金屬為堿金屬或堿土金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于所述的活潑金屬為金屬鈉。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于X為Cl。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于結(jié)構(gòu)式為(III)的非離子型表面活性劑與堿性物質(zhì)或活潑金屬的克分子之比為1∶1-1.5。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于結(jié)構(gòu)式為(IV)的非離子型表面活性劑醇鹽與結(jié)構(gòu)式為(V)或(VI)的硅烷偶聯(lián)劑的克分子之比為1∶1-1.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)式為(I)或(II)的非離子型活性硅表面活性劑，本發(fā)明還涉及該表面活性劑的制備方法。使用本發(fā)明非離子型活性硅表面活性劑制得的水基硅橡膠、水基硅樹脂及水基硅丙樹脂等，固化速度快，遇水時(shí)表面不發(fā)生“起霜”、“泛白”的現(xiàn)象。式(I)和(II)中，R
文檔編號(hào)B01F17/54GK1451471SQ03126569
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者彭忠利, 伍青, 王躍林 申請(qǐng)人:廣州白云粘膠廠, 中山大學(xué)