一种特殊结构有机硅乳化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及表面活性剂领域，具体涉及一种特殊结构有机硅乳化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供一种特殊结构有机硅乳化剂，包括以下原料：改性含氢聚硅氧烷、炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、催化剂。还提供了该特殊结构有机硅乳化剂的制备方法，将改性含氢聚硅氧烷、炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚在金属铂催化剂的作用下反应，制得所述特殊结构有机硅乳化剂。本发明专利技术的特殊结构有机硅乳化剂中加入粘度调节剂，得到的有机硅组合物应用广泛。该特殊结构有机硅乳化剂在应用中，能达到长效抑制泡沫、瞬间消除泡沫、体系相容性的平衡性，能满足于各种需要控制泡沫且对相容性要求比较高的体系。要控制泡沫且对相容性要求比较高的体系。

【技术实现步骤摘要】
一种特殊结构有机硅乳化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及表面活性剂领域，具体涉及一种特殊结构有机硅乳化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]表面活性剂是指能使目标溶液表面张力显著下降的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上的烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂等。
[0003]表面活性剂是乳液的重要组成部分，它的亲水亲油特性使其成为连接油相和水相的桥梁。为了使体系满足在使用期限内保持稳定，人们开发了种类繁多的乳化剂，或为单一组分或为复配型，或为通用型或为专用型。有机硅类表面活性剂就是其中比较有代表性的一类。
[0004]有机硅表面活性剂主要是指以聚二甲基硅氧烷为疏水主链，在其中间位或端位连接一个或多个有机极性基团而构成的一类表面活性剂。它具有非常高的表面活性，可以显著降低水的表面张力至约20N/m，是一类高效的表面活性剂。有机硅表面活性剂作为有机硅化合物中的一类，从20世纪60年代就开始用于工业领域，但大规模快速全面的发展开始于20世纪80年代。由于这类表面活性剂具有独特的优点，如表面张力低、润湿和铺展性好、乳化作用大、配伍性能好，并具发泡、匀泡及稳泡作用，且无毒，已大量应用于各行各业。目前，在纺织、化妆品、塑料、涂料、农业化学品、医药、机械加工等领域广泛使用。
[0005]现有技术中，在含氢硅油的改性方法中，一种方法是长链烷基改性含氢硅油，将含氢硅油投入反应釜中，搅拌下升温至60～70℃后，滴加十二烯、Speier催化剂及胺类化合物的混合物，滴加时间控制在15～30min，滴加完毕后在90～130℃下反应4～8h；将所得产物进行真空减压蒸馏，得到长链烷基改性含氢硅油润滑油。还有，丙烯酸烷基酚酯与聚醚共改性苯基含氢硅油的制备方法，将苯基含氢硅油、阻聚剂、有机溶剂加入容器中，搅拌下升温至70～80℃，并加入催化剂的异丙醇溶液，然后在90～120℃下滴加丙烯酸烷基酚酯与聚醚的混合物，滴毕后反应4～7h，减压蒸馏，得到丙烯酸烷基酚酯与聚醚共改性苯基含氢硅油。单独的长链烷烃改性很难在相容性上有好的效果；同样丙烯酸烷基酚酯改性很难在性能上有比较理想的结果，致使所使用的范围有限。
[0006]有机硅表面活性剂具有其特有的特性，通过改变其分子结构和聚氧乙烯和聚氧丙烯的比例，可以调节有机硅表面活性剂的HLB值，从而改变其性质，可以亲水，亦可以疏水。可以作为乳化剂使用，起到稳定乳液的作用；亦可以作为破乳剂使用，起到破环乳液稳定性的作用。在泡沫控制领域，既可以调节结构起到稳定泡沫的作用，同时也可以调节分子起到消除泡沫或脱除泡沫的作用。现有技术中已经公开了以炔二醇为起始物料与环氧乙烷和/
或环氧丙烷在复合催化剂的作用下反应合成嵌段炔二醇聚醚的方法。但是对该类炔二醇聚醚的应用还不是很广泛，也存在着性能的缺陷，主要是在作为消泡剂或抑泡剂使用时，虽然通过调节聚氧乙烯和聚氧丙烯的比例和聚硅氧烷的分子量可以调节消泡或抑泡的性能，但很难在本质上提升聚醚改性硅油的消抑泡效果，在很多领域达不到应用需求。尤其是在涂料油墨领域，单纯的聚醚改性硅油很难达到消抑泡效果与相容性的平衡。
[0007]在作为乳化剂使用时，有机硅表面活性剂具有其特有的特性，诸如乳化能力强、乳液耐高低温性好、乳液稳定性优异等。但在某些应用场合，有机硅表面活性剂的一些优点也会变成其缺点，比如有机硅表面活性剂的表面张力比较低，使其稳泡特性突出，在一些需要控制泡沫的应用场合就会带来不良影响。目前的解决方案大都是引入一些具有抑制泡沫性能的有机基团，比如聚丙二醇等，以降低其起泡特性，但大都达不到标本兼治的效果。
[0008]为了克服现有技术在泡沫控制方面的不足，本专利技术采用全新的分子设计，在有机硅表面活性剂的合成中引入新的有机基团，使新的聚合物在分子结构上具有抑制泡沫的性能，在保持有机硅表面活性剂的诸多优点的前提下，达到低泡的特性，应用于各种需要控制泡沫的乳化体系。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足之处，本专利技术目的之一在于提供一种特殊结构有机硅乳化剂，能达到长效抑制泡沫、瞬间消除泡沫、体系相容性的平衡性，能满足于各种需要控制泡沫且对相容性要求比较高的体系。
[0010]本专利技术目的之二在于提供一种特殊结构有机硅乳化剂的制备方法，该制备方法制得具有很好的消泡抑泡性能的特殊结构有机硅乳化剂。
[0011]本专利技术目的之三在于提供一种特殊结构有机硅乳化剂的应用。
[0012]为实现上述目的之一，本专利技术提供以下技术方案：
[0013]提供一种特殊结构有机硅乳化剂，分子结构通式如式
Ⅵ
所示；
[0014][0015]式中，x、y为1～300中的整数；
[0016]其中，R3为烷基，R7、R8为烷基或如式
Ⅴ
或
Ⅵ
所示结构的取代基团，且至少有一个为如式
Ⅴ
或
Ⅵ
所示结构的取代基团；
[0017][0018]式
Ⅴ
、
Ⅵ
中，R4、R5、R4＇、R5＇为烷基，R6、R6＇为H原子或者烷基；
[0019]式
Ⅴ
、
Ⅵ
中，p、q、m、n的为1～300中的整数；
[0020]式
Ⅴ
、
Ⅵ
中，为取代基团连接位置。
[0021]为实现上述目的之二，本专利技术提供以下技术方案：
[0022]一种特殊结构有机硅乳化剂的制备方法，包括以下原料：改性含氢聚硅氧烷、炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、催化剂。
[0023]优选地，一种特殊结构有机硅乳化剂的制备方法，包括以下反应步骤：
[0024]S1、将改性含氢聚硅氧烷与炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚按比例混合，在催化剂的作用下反应，得到的分子结构通式如式
Ⅵ
所示的有机硅聚合物，即为所述特殊结构有机硅乳化剂；
[0025]所述改性含氢聚硅氧烷为分子式如式Ⅰ所示结构的一种或两种以上的组合物。
[0026]所述炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚为分子结构式如式Ⅱ所示结构的一种或两种以上的组合物。
[0027]其中，所述改性含氢聚硅氧烷的分子结构通式如式Ⅰ所示：
[0028][0029]式Ⅰ中，x、y为1～300中的整数；
[0030]式Ⅰ中，R1、R2为H原子或者烷基，且R1、R2中至少一个为H原子；R3为烷基；
[0031]其中，所述炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子结构通式如式Ⅱ所示：
[0032][0033]式Ⅱ中，R4、R5、R4＇、R5＇为烷基，R6、R6＇为H原子或者烷基；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特殊结构有机硅乳化剂，其特征在于，分子结构通式如式
Ⅵ
所示；式
Ⅵ
中，x、y为1～300中的整数；式
Ⅵ
中，R3为烷基，R7、R8为烷基或如式
Ⅴ
或
Ⅵ
所示结构的取代基团，且至少有一个为如式
Ⅴ
或
Ⅵ
所示结构的取代基团；式
Ⅴ
、
Ⅵ
中，R4、R5、R4＇、R5＇为烷基，R6、R6＇为H原子或者烷基；式
Ⅴ
、
Ⅵ
中，p、q、m、n的为1～300中的整数；式
Ⅴ
、
Ⅵ
中，为取代基团连接位置。2.权利要求1所述的一种特殊结构有机硅乳化剂的制备方法，其特征在于，包括以下反应步骤：S1、将改性含氢聚硅氧烷与炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚按比例混合，在催化剂的作用下反应，得到的分子结构通式如式
Ⅵ
所示的有机硅聚合物，即为所述特殊结构有机硅乳化剂；所述改性含氢聚硅氧烷为分子式如式Ⅰ所示结构的一种或两种以上的组合物；所述炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚为分子结构式如式Ⅱ所示结构的一种或两种以上的组合物；其中，所述改性含氢聚硅氧烷的分子结构通式如式Ⅰ所示：
式Ⅰ中，x、y为1～300中的整数；式Ⅰ中，R1、R2为H原子或者烷基，且R1、R2中至少一个为H原子；R3为烷基；其中，所述炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子结构通式如式Ⅱ所示：式Ⅱ中，R4、R5、R4＇、R5＇为烷基，R6、R6＇为H原子或者烷基；式Ⅱ中，p、q、m、n的为1～300中的整数。3.根据权利要求2所述的一种特殊结构有机硅乳化剂，其特征在于，所述改性含氢聚硅氧烷的分子结构通式如式Ⅰ所示：式Ⅰ中，x、y为1～50中的整...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵虹，罗彤，
申请(专利权)人：佛山市南海大田化学有限公司，
类型：发明
国别省市：