一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂，属于有机硅表面活性剂和氨基酸表面活性剂制备领域。通过含氢官能团有机硅化合物，与环氧封端的烯丙基聚醚在催化剂催化下得到环氧基封端的聚醚改性有机硅化合物，再与氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐的水溶液在水介质中反应制得氨基酸改性有机硅表面活性剂的水溶液，再通过浓缩干燥，可制得环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂。本发明专利技术环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂氨基酸单体基团可以多样化，根据实际需要选择，从而具有不同种类氨基酸类表面活性剂的性能，既保留了有机硅表面活性剂的易铺展性和较低的表面张力，又保留了氨基酸表面活性剂的温和性和优良的生物降解性的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂及其制备方法
本专利技术属于有机硅表面活性剂和氨基酸表面活性剂
，具体涉及一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂，还涉及一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂的制备方法。
技术介绍
氨基酸类表面活性剂是一种温和的可降解的阴离子表面活性剂，其泡沫丰富稳定、性质温和，能降低配方整体的刺激性，主要应用于日化产品，医疗用品，护理产品等领域。有机硅表面活性剂具有表面张力低，润湿和铺展性好，乳化作用大和配伍性能好的优点，广泛应用于化妆品、涂料、纺织、农业化学品、医药等领域。氨基酸改性有机硅表面活性剂具有氨基酸表面活性剂和有机硅表面活性剂的一些优点，引起了日化洗护领域或化妆品领域或医疗农业领域中的许多可能的工业应用。CN107787343A公开了一种含有氨基酸基团的有机硅化合物的生产方法，所述方法中带有环氧化物单元的有机硅化合物在醇的存在下与氨基酸或其盐进行反应。这种方法的缺点是原料与有机溶剂相容性好，不能以水作为反应溶剂，大量溶剂的使用使生产过程中对环境的不友好，而且溶剂的微量残留也限制了应用领域。CN107636048A、CN111004274A也具有同样的缺点。CN111548501A公开了一种含氨基酸有机硅表面活性剂的制备方法，所述方法中聚醚改性氨基硅油和丙烯酸酯或氯乙酸酯进行反应。这种方法的缺点是所述聚醚改性氨基硅油中的氨基结构和氨基酸单体中的氨基结构是不同的，且无法满足不同氨基酸结构性能多样性的要求，导致很多氨基酸的特点很难能够得到充分的体现。CN107698615A、CN107497365A、CN107522726A所述方法中也具有同样的缺点。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂，解决现有技术中氨基酸改性有机硅表面活性剂氨基酸基团单一，不具有氨基酸类表面活性剂多样化的不足。本专利技术的第二目的是提供上述环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂,由至少含有结构通式Ⅰ和结构通式Ⅱ其中一种单元构成的有机硅化合物：R-(CH3)2Si-O-[(CH3)2Si-O]P-(CH3)2Si-R(结构通式Ⅰ)，(CH3)3Si-O-[(CH3)2Si-O]a-[(CH3)SiR-O]b-Si(CH3)3(结构通式Ⅱ)；式中R表示-R2-R1，其中所述R基团中，R1表示氨基酸单体基团，R2表示结构式为CH2＝CH2CH2[OCH2(CH3)CH]m(OCH2CH2)nOCH2CHCH2O的一种或多种环氧封端的烯丙基聚醚开环和硅氢加成后的基团；m,n表示1-100的自然数，p表示1-100的整数，a表示0-100的整数，b表示1-100的整数。优选地，m+n≤30；p取值1-13之间的整数；a取值0-5之间的整数；b取值1-3之间的整数。本专利技术中，所述氨基酸单体基团为谷氨酸、肌氨酸、甘氨酸、赖氨酸、丙氨酸、丝氨酸、色氨酸、酪氨酸、组氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、精氨酸、脯氨酸中的一种基团或多种基团的组合。本专利技术中，所述环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂，通过以下方法获得：环氧封端的聚醚改性有机硅化合物与氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐，在水介质中一定温度下，所述环氧封端的聚醚改性有机硅化合物的环氧官能团和氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐中的氨基官能团反应可制得环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂。进一步地，所述水介质为纯水、含盐水溶液、含酸水溶液、含碱水溶液、含溶剂水溶液、含表面活性剂水溶液中至少一种。进一步地，所述环氧封端的聚醚改性有机硅化合物由环氧封端的烯丙基聚醚与含氢官能团有机硅化合物反应得到。进一步地，所述环氧封端的烯丙基聚醚结构式为CH2＝CH2CH2[OCH2(CH3)CH]m(OCH2CH2)nOCH2CHCH2O，其分子量在600-1200之间。优选地，所述环氧封端的烯丙基聚醚是分子量取值1000分子量的聚醚。所述含氢官能团有机硅化合物结构式为H-(CH3)2Si-O-[(CH3)2Si-O]P-(CH3)2Si-H，p取值1-13之间的整数；或结构式为(CH3)3Si-O-[(CH3)2Si-O]a-[(CH3)SiH-O]b-Si(CH3)3，a取值0-3之间的自然数，b取值1-3之间的自然数。优选地，所述含氢官能团有机硅化合物为1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷。一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：(1)环氧封端的烯丙基聚醚与含氢官能团的有机硅化合物，在催化剂下，升温反应，可制得环氧封端的聚醚改性有机硅化合物；(2)配置氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐的水溶液；(3)将步骤(1)所述环氧封端的聚醚改性有机硅化合物溶于水中制成环氧封端的聚醚改性有机硅化合物水溶液，再与步骤(2)所述氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐的水溶液，在氮气环境下加热反应，可得氨基酸改性有机硅表面活性剂水溶液；(4)将步骤(3)所述氨基酸改性有机硅表面活性剂水溶液进行干燥或浓缩，制得环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂。本专利技术可以做以下改进，步骤(1)中反应温度为120-160℃，反应时间0.5-3小时。进一步地，所述催化剂为卡斯特(Karstedt)催化剂、Speier催化剂、铂络合物。优选地，所述催化剂为Speier催化剂。本专利技术步骤(2)中，氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐的水溶液质量百分比浓度为20％-30％。优选地，氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐的水溶液质量百分比为20％。本专利技术步骤(3)中，反应温度为30-80℃，反应时间为2-10小时。本专利技术步骤(3)中，环氧封端的聚醚改性有机硅化合物水溶液质量百分比浓度20％-30％。优选地，环氧封端的聚醚改性有机硅化合物水溶液质量百分比浓度20％。本专利技术步骤(4)中，干燥为喷雾干燥或冷冻干燥。本专利技术步骤(4)中，浓缩为减压蒸馏。本专利技术中，所述环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂含量为20％-100％。进一步地，所述环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂的形态为固态、液态或膏体。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂氨基酸单体基团可以多样化，根据实际需要选择，从而具有不同种类氨基酸类表面活性剂的性能。(2)本专利技术氨基酸改性有机硅表面活性剂具有硅氧键组成的长链，同时具有氨基酸单体基团，既保留了有机硅表面活性剂的易铺展性和较低的表面张力，又保留了氨基酸表面活性剂的温和性和优良的生物降解性的特点。(3)本专利技术环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂制备过程中反应过程中以水介质为溶剂，可以是纯水或酸、碱、盐的水溶液，也可以加入有机溶剂，对溶剂的要求没有特殊要求，适用范围更广，且工艺简单、方便操作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂,由至少含有结构通式Ⅰ和结构通式Ⅱ其中一种单元构成的有机硅化合物:/nR-(CH

【技术特征摘要】
1.一种环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂,由至少含有结构通式Ⅰ和结构通式Ⅱ其中一种单元构成的有机硅化合物:
R-(CH3)2Si-O-[(CH3)2Si-O]P-(CH3)2Si-R(结构通式Ⅰ)，
(CH3)3Si-O-[(CH3)2Si-O]a-[(CH3)SiR-O]b-Si(CH3)3(结构通式Ⅱ)；
式中R表示-R2-R1，其中所述R基团中，
R1表示氨基酸单体基团，
R2表示结构式为CH2＝CH2CH2[OCH2(CH3)CH]m(OCH2CH2)nOCH2CHCH2O的一种或多种环氧封端的烯丙基聚醚开环和硅氢加成后的基团；
m,n表示1-100的自然数，p表示1-100的整数，a表示0-100的整数，b表示1-100的整数。


2.根据权利要求1所述环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂，其特征在于，m+n≤30；p取值1-13之间的整数；a取值0-5之间的整数；b取值1-3之间的整数。


3.根据权利要求1或2所述环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂，其特征在于，所述氨基酸单体基团为谷氨酸、肌氨酸、甘氨酸、赖氨酸、丙氨酸、丝氨酸、色氨酸、酪氨酸、组氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、精氨酸、脯氨酸中的一种基团或多种基团的组合。


4.根据权利要求1所述环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂，其特征在于，通过以下方法获得：环氧封端的聚醚改性有机硅化合物与氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐，在水介质中一定温度下，所述环氧封端的聚醚改性有机硅化合物的环氧官能团和氨基酸单体或氨基酸钠盐或氨基酸钾盐中的氨基官能团反应可制得环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂。


5.根据权利要求4所述环保型氨基酸改性有机硅表面活性剂，其特征在于，所述环氧封端的聚醚改性有机硅化合物由环氧封端的烯丙基聚醚与含氢官能团有机硅化合物反应得到。


6.根据权利要求5所述环保...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继勤，
申请(专利权)人：广东雷邦高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44