一种巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂及制备方法与流程

技术特征：

1.一种巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂，所述有机硅表面活性剂结构式为(I)所示：

其中结构式(I)中：

m的值为10～80，n的值为1～20，q的值为0～10，且m+n+q的值为11～110；a的值为4～30，b的值为0～10，a+b的值为4～40，R₂为氢或为碳原子数1～4的烷基；

其中R₃为结构式(II)的结构：

其中结构式(II)中：

R₅为氢、甲基或为乙基；

R₁为甲基或与R₃的结构相同；

R₄为甲基或与R₃的结构相同。

2.根据权利要求1所述的巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂，其特征在于：当q的值为0时，则R₁和R₄中至少有一个为R₃结构。

3.一种巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂的制备方法，具体步骤包括：

1)将纳米二氧化硅在20～50℃下超声分散在溶剂中，滴加带有巯基的硅烷偶联剂，在碱性催化剂作用下，于60～100℃下反应2～10h，经过洗涤干燥后得到巯基功能化的纳米二氧化硅；所述的溶剂为1～4碳原子的烷基醇；所述带有巯基的硅烷偶联剂的用量为纳米二氧化硅重量的0.01～60％；

2)反应原料A在催化剂作用下，在30～90℃条件下反应3～7h，得到含乙烯基的聚甲基氢硅氧烷；所述催化剂为酸性白土、硫酸或三氟甲磺酸；所述的催化剂用量为反应原料A总重量的0.01～6％；所述反应原料A包括四甲基二乙烯基二硅氧烷和/或四甲基四乙烯基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷；

3)以步骤1)、2)分别得到的巯基功能化的纳米二氧化硅和含乙烯基的聚甲基氢硅氧烷作为反应原料B，在良性溶剂中，搅拌过程中加入光引发剂，引发巯基与乙烯基发生点击化学加成反应；结束后将反应物料脱除溶剂，得到巯基-纳米二氧化硅修饰的聚甲基氢硅氧烷；所述的光引发剂为偶氮二异丁腈、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、安息香双甲醚、1-羟基环己基苯基甲酮或4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯；所述的良性溶剂为四氢呋喃、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；

4)以巯基-纳米二氧化硅修饰的聚甲基氢硅氧烷、烯丙基聚醚、氯铂酸催化剂作为反应原料C，常压升温至80～130℃，反应2～8h，得到巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性有机硅表面活性剂。

4.根据权利要求3所述的巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的纳米二氧化硅是一种亲水的纳米二氧化硅，其结构特征是其粒子尺寸为1～100nm，表面富集羟基。

5.根据权利要求3所述的巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的碱性催化剂为氨水溶液，反应体系的pH值由氨水调节至8～10。

6.根据权利要求3所述的巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的带有巯基的硅烷偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷或3-巯丙基三乙氧基硅烷。

7.根据权利要求3所述的巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的含乙烯基的聚甲基氢硅氧烷具有如下结构式(III)的结构：

其中结构式(III)中：

m的值为10～80，n的值为1～20，q的值为0～10，且m+n+q的值为11～110；R₆为甲基或乙烯基；R₇为甲基或乙烯基；

所述反应原料A包括八甲基环四硅氧烷，1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷和六甲基二硅氧烷，四甲基二乙烯基二硅氧烷和/或四甲基四乙烯基环四硅氧烷。

8.根据权利要求7所述的巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂的制备方法，其特征在于：当q的值为0时，则R₆和R₇中至少有一个为乙烯基。

9.根据权利要求3所述的巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤4)中所述的氯铂酸催化剂为氯铂酸的乙醇、或异丙醇溶液；所述的氯铂酸催化剂中铂用量为反应原料C总量的3～30ppm。

10.根据权利要求3所述的巯基纳米二氧化硅和聚醚双改性的有机硅表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤4)所述的巯基-纳米二氧化硅修饰的聚甲基氢硅氧烷与烯丙基聚醚的摩尔比为1.0:1.1～2。