一种炔醚含硅表面活性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种炔醚含硅表面活性剂及其制备方法和应用，属于精细化工技术领域，炔醚含硅表面活性剂的结构式如说明书所示，制备方法：将六甲基环三硅氧烷、四甲基四氢环四硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷和酸性催化剂作用下发生聚合反应，得到端、侧含氢聚硅氧烷；将炔基聚醚、端、侧含氢聚硅氧烷和铑系催化剂作用下发生发生炔基加成反应，得到适用于水性涂料的炔醚含硅表面活性剂。本发明专利技术产品在0.3％的水溶液中表面张力可降低至17.5mN/m，接触角最低可达24.76

【技术实现步骤摘要】
一种炔醚含硅表面活性剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于精细化工
，更具体的说是涉及一种炔醚含硅表面活性剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]表面活性剂是由亲水的极性基团和亲油的非极性基团组成，具有乳化、分散、消泡、润滑、抗静电等效果，作为添加剂被广泛用于各类生产。表面活性剂种类繁多，而含硅表面活性剂更是依靠低表面张力这一特性被各行业广泛认可。
[0003]现有专利(申请号201110059353.5)中公开了一种溶剂型的含氟流平剂，其中的溶剂二甲苯、醋酸丁酯等长期使用会对环境造成不可逆转的危害，并且含氟类表面活性剂生物降解周期较长，不利于大面积推广使用。
[0004]现有专利(申请号201310150854.3)中公开了一种烯烃聚合的有机硅产品，此类产品没有极性的亲水基团，应用范围较窄，只能用于溶剂型涂料。
[0005]因此，如何研发一种润湿、流平效果良好，使用范围广泛的炔醚含硅表面活性剂是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种炔醚含硅表面活性剂及其制备方法和应用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种炔醚含硅表面活性剂，结构式如式1或式2所示：
[0009][0010]本专利技术还提供一种上述炔醚含硅表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)将六甲基环三硅氧烷、四甲基四氢环四硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷和酸性催化剂作用下发生聚合反应，得到端、侧含氢聚硅氧烷，反应式如下式所示：
[0012][0013]其中，n≈7
‑
55,m≈1
‑
5；
[0014](2)将炔基聚醚、端、侧含氢聚硅氧烷和铑系催化剂作用下发生炔基加成反应，得到所述适用于水性涂料的炔醚含硅表面活性剂，反应式如下式所示：
[0015][0016]其中，n≈7
‑
55,m≈1
‑
5。
[0017]进一步，步骤(1)中，反应物中，各反应物的质量百分比分别为六甲基环三硅氧烷80
‑
91％，四甲基四氢环四硅氧烷4
‑
17％，四甲基二氢二硅氧烷1
‑
6％；酸性催化剂的用量为反应物总质量的2
‑
5％。
[0018]进一步，步骤(1)中，上述酸性催化剂为浓度为98％的浓硫酸。
[0019]进一步，步骤(1)中，上述聚合反应温度为30
‑
70℃，聚合反应时间为4
‑
8小时，所述
聚合反应过程中进行搅拌，搅拌转速为70
‑
120r/min。
[0020]进一步，步骤(2)中，反应物中，各反应物的质量百分比分别为炔基聚醚30
‑
60％，端、侧含氢聚硅氧烷40
‑
70％；铑系催化剂的用量为反应物总质量的0.0007
‑
0.0014％。
[0021]进一步，步骤(2)中，上述炔基聚醚为丁炔二醇二乙氧基醚或戊炔二醇四乙氧基醚。
[0022]进一步，步骤(2)中，上述铑系催化剂为三(三苯基膦)氯化铑。
[0023]进一步，步骤(2)中，上述加成反应温度为80
‑
125℃，加成反应时间为2
‑
4小时，加成反应过程中进行搅拌，搅拌转速为60
‑
100r/min。
[0024]本专利技术还提供一种上述炔醚含硅表面活性剂或上述方法制备的炔醚含硅表面活性剂在制备水性涂料或油性涂料中的应用。
[0025]本专利技术的有益效果：本专利技术炔醚含硅表面活剂是一种全新结构，可以适用于水性涂料行业之中，在涂料配方中加入少量即可起到润湿、流平效果，在喷涂实验中表现效果极佳。例如添加在单组分水性丙烯酸底漆、水性双组份羟丙木漆、水性环氧地坪漆会减少涂料固化后的针孔、鱼眼、凹陷、橘皮等问题，这既是炔醚含硅表面活性剂起到润湿、流平作用的最佳体现，并且分子链上接有亲水基团(
‑
CH2O)及亲油基团(
‑
Si
‑
O
‑
Si)可适用于更多水性涂料体系。
[0026]本专利技术产品为一种端、侧均含有炔基聚醚的有机硅结构，在0.3％的水溶液中表面张力可降低至17.5mN/m，接触角最低可达24.76
°
，可作为润湿剂和流平剂使用于涂料中，并且从分子结构来看接有极性的亲水基团和亲油的非极性基团可以适用于水性或油性配方，使用范围较广。
附图说明
[0027]图1为纯水接触角图。
[0028]图2为实施例1接触角图。
[0029]图3为实施例3接触角图。
[0030]图4为竞品A接触角图。
[0031]图5为竞品B接触角图。
[0032]图6中，图a)为竞品A制备单组分水性丙烯酸底漆喷涂固化后的实物图，图b)为实施例1所得产品制备单组分水性丙烯酸底漆喷涂固化后的实物图。
具体实施方式
[0033]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]实施例1
[0035]炔醚含硅表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0036](1)将88kg六甲基环三硅氧烷、7kg四甲基四氢环四硅氧烷、5kg四甲基二氢二硅氧烷和2.5kg浓度为98％的浓硫酸混合搅拌发生聚合反应，搅拌转速为70r/min，聚合反应温
度为35℃，聚合反应时间为8小时，得到端、侧含氢聚硅氧烷，反应式如下式所示：
[0037][0038]其中，n≈14,m≈1；
[0039](2)将55kg丁炔二醇二乙氧基醚、45kg端、侧含氢聚硅氧烷和0.0008kg三(三苯基膦)氯化铑混合搅拌发生炔基加成反应，搅拌转速为100r/min，加成反应温度为95℃，加成反应时间为4小时，得到丁炔二醇含硅表面活性剂，反应式如下式所示：
[0040][0041]其中，n≈14，m≈1。
[0042]实施例2
[0043]炔醚含硅表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0044](1)将90kg六甲基环三硅氧烷、8kg四甲基四氢环四硅氧烷、2kg四甲基二氢二硅氧烷和5kg浓度为98％的浓硫酸混合搅拌发生聚合反应，搅拌转速为85r/min，聚合反应温度为30℃，聚合反应时间为8小时，得到端、侧含氢聚硅氧烷，反应式如下式所示：
[0045][0046]其中，n≈24,m≈2；
[0047](2)将60kg丁炔二醇二乙氧基醚、40kg端、侧含氢聚硅氧烷和0.001kg三(三苯基膦)氯化铑混合搅拌发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炔醚含硅表面活性剂，其特征在于，结构式如式1或式2所示：2.一种权利要求1所述炔醚含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将六甲基环三硅氧烷、四甲基四氢环四硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷和酸性催化剂作用下发生聚合反应，得到端、侧含氢聚硅氧烷，反应式如下式所示：其中，n≈7
‑
55,m≈1
‑
5；(2)将炔基聚醚、端、侧含氢聚硅氧烷和铑系催化剂作用下发生炔基加成反应，得到所述适用于水性涂料的炔醚含硅表面活性剂，反应式如下式所示：
其中，n≈7
‑
55,m≈1
‑
5。3.根据权利要求2所述一种炔醚含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应物中，各反应物的质量百分比分别为六甲基环三硅氧烷80
‑
91％，四甲基四氢环四硅氧烷4
‑
17％，四甲基二氢二硅氧烷1
‑
6％；酸性催化剂的用量为反应物总质量的2
‑
5％。4.根据权利要求2所述一种适用于水性涂料的炔醚含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性催化剂为浓度为98％的浓硫酸。5.根据权利要求2所述一种炔醚含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚合反应温度为30

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪，宋欣鸿，
申请(专利权)人：青岛栢森茂新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：