有机硅化合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及有机合成领域，特别是设及一种有机娃化合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 有机娃化合物的基本结构单元是由娃一氧链节构成的，侧链则通过娃原子与其他 各种有机基团相连。因此，在有机娃产品的结构中既含有"有机基团"，又含有"无机结构 "，运种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身，且其分子间的 作用力比碳氨化合物要弱得多，因此比同分子量的碳氨化合物粘度低，表面张力弱，表面能 小，成膜能力强。运种低表面张力和低表面能使它具有一定的疏水性能，且其价格相对便 宜，因而逐渐成为拒水领域的研究热点。
[0003] 现有技术就公开采用含氨硅油用于建筑建材的防水、古建筑防水、防潮、防霉保护 W及纸张的防水防霉的方法。但目前报道所使用的有机娃化合物多为成熟的工业品，由于 本身结构还是存在一些局限（官能团少、表面能低等），与基材（例如纺织品、建筑材料等） 的相容性较差，导致拒水性能、耐久性不够理想。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种有机娃化合物。 阳0化]具有如式（I)所示结构特征的有机娃化合物：
[0006]
[0007] 其中，Ri，尺2分别任选自-CH=CH2，-H;
[0008] a:b:c :x :z=(0-7) : (0-3) : (0-3) : (1-5) : (1-5)，且a和C不同时为0。
[0009] 在其中一个实施例中，
[0010] (l)c= 0,Ri任选自-CH=邸2,-H;
[0011] a:b:x:z=(0. 5-7) : 5-3) : (1-5) : (1-5);或， 阳01引 似b=C= 0,Ri任选自-CH=邸2,-H;
[0013] a :x:z= (0.5-3) : (1. 5-5) : (1. 5-5);或，
[0014] 做Ri，R2分别任选自-CH=CH2,-H;
[0015] (a+c):b:x:z=(0. 5-3) : (0. 5-2) : (2. 5-5) : (2. 5-5)，且a声0,C声0。
[0016] 在其中一个实施例中，该有机娃化合物的粘度为20-10000cst(25°C)。
[0017] 本发明还提供所述的有机娃化合物的制备方法，W摩尔份数计，由如下原料制备 而成：
[0018] 单体A 100纷 单体技 5-30份 催化剂 0.01-10份 封端剂 0.1-10份，
[0019] 其中，所述单体A为甲基环硅氧烷；单体B为四乙締基四甲基环四硅氧烷和/或四 甲基环四硅氧烷，
[0020] 制备方法包括如下步骤：
[0021] 将30-70摩尔份单体A与5-30摩尔份单体B预先混合，在催化剂催化下60-150°C 反应1-化，加入剩余的单体A，继续反应1-化，加入封端剂进行封端处理，即得所述有机娃 化合物；或，
[0022] 将5-30摩尔份单体B在催化剂催化下60-150°C反应1-化，再将100摩尔份单体 A加入体系内，继续反应1-化，加入封端剂进行封端处理，即得所述有机娃化合物；或，
[0023] 将5-20摩尔份单体A催化剂催化下60-150°C反应0. 5-比，再将5-30摩尔份单体 B加入，反应0. 5-比后将剩余的单体A加入体系内，继续反应1-化，加入封端剂进行封端处 理，即得所述有机娃化合物。
[0024] 在其中一个实施例中，所述甲基环硅氧烷为八甲基环四硅氧烷和/或六甲基环Ξ 硅氧烷。
[00巧]在其中一个实施例中，所述封端剂包括六甲基二硅氧烷、四甲基二乙締基二娃氧 烧、聚二甲氧基硅烷封头剂、Ξ甲基氯硅烷中的一种或多种。
[00%] 在其中一个实施例中，所述催化剂为酸催化剂或碱催化剂。
[0027] 在其中一个实施例中，所述封端处理的时间为0. 5-化。
[0028] 本发明还提供所述的有机娃化合物在制备具有拒水功能的材料中的应用。
[0029] 本发明的原理及优点如下：
[0030] 本发明综合大量的实验研究结果发现，有机娃化合物的拒水功能的好坏关键取决 于化合物结构中活性位点的分布情况，而现有技术在制备有机娃化合物时，同步加入各聚 合单体进行聚合，制备得到的化合物中活性位点往往呈无规律分布，由此交联制备得到拒 水功能材料，其具有防水功能的聚二甲基娃氧烷基团活度受到较大限制，不能自由舒展，从 而影响材料拒水功能的发挥。
[0031] 基于该发现，本发明通过合理控制提供聚二甲基娃氧烷基团段的单体（单体A)W 及提供活性位点（优选为乙締基和氨基）的单体（单体B)的加入量和顺序，制备得到一系 列活性位点位于化合物中部位置的有机娃化合物，具有该结构的化合物活性位点集中设置 于硅油分子中部，两端是自由的聚二甲基硅氧烷链段，活性基团发生交联后，自由链段依然 能够自由舒展，发挥较好的拒水作用，同时还具有优良的与基材的相容性，在实际应用于制 备具有拒水功能材料时，可获得良好的耐久性和拒水性。
[0032]与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0033] 本发明所述有机娃化合物，将活性位点集中设置于化合物分子的中部，能够较现 有技术更好的发挥拒水效果，同时还具有优良的与基材的相容性，在实际应用于制备具有 拒水功能材料时，可获得良好的耐久性和拒水性。
[0034] 本发明所述有机娃化合物的制备方法，步骤简单，易于控制，便于工业化应用。
【具体实施方式】
[0035] W下结合具体实施例对本发明的有机娃化合物及其制备方法和应用作进一步详 细的说明。
[0036] 在本发明实施例中：
[0037]A1 :八甲基环四硅氧烷，CAS:556-67-2 ;
[0038]A2 :六甲基环Ξ硅氧烷，CAS:541-05-9 ;
[0039]B1 :四乙締基四甲基环四硅氧烷，CAS:2554-06-5 ;
[0040]B2:四甲基环四硅氧烷，CAS:2370-88-9。 柳41] 实施例1
[0042] 将30摩尔份A1与30摩尔份B2预先混合，在1摩尔份浓硫酸催化剂催化下120°C 反应比，再将70摩尔份A1加入体系内，继续反应化，加入2摩尔份六甲基二硅氧烷反应封 端处理0.化，使用氨氧化钢水溶液中和，完成制备过程，此时反应产物中官能基团集中于分 子的链段中部，结构可表示为：
[0043]
[0044]其中，Ri为-H，R3为CH3，R4为CH3;a:b:x:z= 1:1:1. 1:1. 1，其粘度为 50cst。 W45] 对比例1
[0046] 将100摩尔份A1与30摩尔份B2混合，在1摩尔份浓硫酸催化剂催化下120°C反 应地，加入六甲基二硅氧烷反应封端处理0.化，使用氨氧化钢水溶液中和，完成制备过程， 反应产物官能基团无规分散于分子中。
[0047] 性能对比：
[0048] 将100份实施例1所得产物与等化学计量比的乙締基Ξ甲氧基硅烷混合，在 Karste化催化剂（用量为0. 01份）80°C反应2地，得到接枝偶联剂的硅油，标记为拒水剂 1〇
[0049] 将100份对比例1所得产物与等化学计量比的乙締基Ξ甲氧基硅烷混合，在 Karste化催化剂（用量为0. 01份）80摄氏度反应2地，得到接枝偶联剂的硅油，标记为拒 水剂2。
[0050] (1)拒水效果测试
[0051] 用氯仿溶解，制备成质量分数1%的拒水剂活性液，处理棉布，两浸两扎，120°C烘 干2min，160°C定型Imin，放置地后，测试拒水性能（AATCC22-2005)。实施例1得分为90 分，而对比例1得分为70分，差异显著。
[0052] 用同样的方式处理混凝±后，实施例1在浸泡24h后水不浸润，拒水效果显著，而 对比例1在浸泡24h后浸润。 阳〇5引 似耐久性测试
[0054]^3%洗衣粉浓度，将上述拒水处理后的棉布于45°(：洗涂15111山后冲洗干净，烘 干，重复Ξ次后测试拒水效果，实施例1得分为85分，而对比例1得分为65。 阳0对实施例2
[0056] 将20摩尔份Β2在1摩尔份浓硫酸催化剂催化下60°C反应比，再将100摩尔份Α1 加入体系内，继续反应化，加入2摩尔份四甲基二乙締基二硅氧烷反应封端处理0.化，使用 氨氧化钢水溶液中和，完成制备过程，此时反应产物中官能基团集中于分子的链段中部，结 构可表示为：
[0057]
[0058] 其中，町为-扎1?3为邸=邸2，1?4为邸=邸2巧。。=2:5:5，其粘度为500。31。
[0059] 按照实施例1的拒水效果测试方法，经接枝偶联剂后AATCC22-2005得分95 ;耐久 性测试得分90。 W60] 实施例3
[0061] 将5摩尔份A1在0. 01摩尔份浓硫酸催化剂催化下150°C反应比，再将20摩尔份 B2加入体系内，继续反应比，加入催化剂0. 5摩尔份后加入95摩尔份A1继续反应化，加入 0. 5摩尔份单封端的聚二甲氧基硅烷封头剂（MDM)处理0.化，使用氨氧化钢水溶液中和，完 成制备过程，此时反应产物结构可表示为：
[0062]
[0063]其中，Ri和Rz为-H;(a+c):b:x:z= 2.1 :0.53