专利名称：一种非离子型活性硅表面活性剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种非离子型表面活性剂，本发明还涉及该非离子型表面活性剂的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述非离子型活性硅表面活性剂的制备方法。
本发明提供的非离子型活性硅表面活性剂，其结构式为式(I)或式(II) 式(I)和式(II)中，R1为5-20个碳原子的烷基、5-20个碳原子的烷苯基或5-20个碳原子的烷酰基，本发明的优选方案是R1为10-16个碳原子的烷基或7-10个碳原子的烷苯基；R2为1-4个碳原子的烷基，本发明的优选方案是R2为甲基；R3为1-4个碳原子的烷基，本发明的优选方案是R3为甲基或乙基；n是聚合度，为5-100，本发明的优选方案是n为5-50；m为1-5，本发明的优选方案是m为3。
上述非离子型活性硅表面活性剂的制备方法，包括以下步骤(1)结构式为(III)的非离子型表面活性剂，在碱性物质或活泼金属的作用下，转变为结构式为(IV)的非离子型表面活性剂醇盐R1O(CH2CH2O)nH (III)R1O(CH2CH2O)n(IV)式(III)和式(IV)中，R1及n的定义与前述的R1及n相同；碱性物质为碱金属醇盐、碱土金属醇盐、碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物，本发明优选为乙醇钠、乙醇钾、氢氧化钠或氢氧化钾；活泼金属为碱金属或碱土金属，本发明优选为金属钠；结构式为(III)的非离子型表面活性剂与碱性物质或活泼金属的克分子之比为1∶1-1.5，本发明的优选方案是1∶1-1.3。
(2)结构式为(IV)的非离子型表面活性剂醇盐与结构式为(V)或(VI)的硅烷偶联剂发生亲核取代反应，生成结构式为(I)或(II)的非离子活性硅表面活性剂 式(V)和式(VI)中，X为卤素原子，本发明优选为Cl；R2、R3及m的定义与前述的R2、R3及m相同；结构式为(IV)的非离子型表面活性剂醇盐与结构式为(V)或(VI)的硅烷偶联剂的克分子之比为1∶1-1.5，本发明的优选方案是1∶1-1.3。
用碱性物质作脱氢剂时，实验操作如下在装有温度计、搅拌器、氮气通入管、蒸馏头的500ml四口烧瓶中，加入一定量结构式为(III)的非离子表面活性剂和计量的乙醇钠乙醇溶液或乙醇钾乙醇溶液或氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，搅拌下升温至120℃-140℃，控制反应温度为130℃-135℃，不断将低沸物如乙醇或水蒸馏出去，反应15-20小时，在N2保护下缓慢冷却至室温。撤下蒸馏装置，加入计量的硅烷偶联剂，用玻璃瓶塞塞住瓶口，然后下搅拌下升温到100℃-120℃，反应10小时，冷却至室温。加入2-3倍重量于结构式为(III)非离子型表面活性剂的无水甲苯，搅拌溶解，过滤除去不溶物。减压下蒸馏除去甲苯和过剩硅烷偶联剂，得结构式为(I)或(II)的非离子型活性硅表面活性剂产物。用红外光谱和质谱对产物进行结构鉴定。
用活泼金属作脱氢剂时，实验操作如下在500ml单口烧瓶中加入一定量已脱水结构式为(III)非离子型表面活性剂，计量的金属钠及2-3倍于结构式(III)非离子型表面活性剂的无水甲苯，加入几粒沸石或分子筛，安上上端装有干燥管的球形回流管。升温回流至金属钠表面无气泡为止，自然冷却至室温，然后将上述液体混合物快速过滤到盛有计量的硅烷偶联剂的500单口烧瓶中，安上上端装有干燥管的球形回流管，升温回流8-15小时，自然冷却至室温，过滤除去不溶物，减压蒸馏除去甲苯和过剩硅烷偶联剂，即得结构式为(I)或(II)的非离子型活性硅表面活性剂产物。用红外光谱和质谱对产物进行结构鉴定。
使用本发明非离子型活性硅表面活性剂制得的水基硅橡胶、水基硅树脂及水基硅丙树脂等，在成膜固化过程中，这类表面活性剂能和端羟基聚硅氧烷发生缩合反应，这样就加快了其固化速度，而且这类表面活性剂是以化学键合形式与聚硅氧烷结合成一体，因此不会发生迁移，胶膜的耐水性及与基材的粘结力得以提高，表面也不会在受潮时发生“起霜”、“泛白”的现象。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
表1 水基硅橡胶的性能表面活性剂 胶膜表干时间表面有无“起霜”、“泛白”现象(小时)NP-17-二乙 5 无NP-17-三乙 3 无NP-17-二甲 4 无NP-17-三 3 无NP-40-二乙 6 无AEO-15-二乙 5 无NP-179 有NP-40 10 有AEO-15 9 有
权利要求
1.结构式为(I)或(II)的非离子型活性硅表面活性剂 式(I)中，R1为5-20个碳原子的烷基、5-20个碳原子的烷苯基或5-20个碳原子的烷酰基；R2、R3为1-4个碳原子的烷基；n为5-100；m为1-5；式(II)中，R1为5-20个碳原子的烷基、5-20个碳原子的烷苯基或5-20个碳原子的烷酰基；R3为1-4个碳原子的烷基；n为5-100；m为1-5。
2.根据权利要求1所述的非离子型活性硅表面活性剂，其中R1为10-16个碳原子的烷基或7-10个碳原子的烷苯基；R2为甲基；R3为甲基或乙基；n为5-50；m为3。
3.权利要求1所述的非离子型活性硅表面活性剂的制备方法，该方法包括以下步骤(1)结构式为(III)的非离子型表面活性剂，在碱性物质或活泼金属的作用下，转变为结构式为(IV)的非离子型表面活性剂醇盐R1O(CH2CH2O)nH (III)R1O(CH2CH2O)n(IV)式(III)中，R1为5-20个碳原子的烷基、5-20个碳原子的烷苯基或5-20个碳原子的烷酰基；n为5-100；式(IV)中，R1为5-20个碳原子的烷基、5-20个碳原子的烷苯基或5-20个碳原子的烷酰基；n为5-100；(2)结构式为(IV)的非离子型表面活性剂醇盐与结构式为(V)或(VI)的硅烷偶联剂发生亲核取代反应，生成结构式为(I)或(II)的非离子活性硅表面活性剂 式(V)中，X为卤素原子；R2、R3为1-4个碳原子的烷基；m为1-5；式(VI)中，X为卤素原子；R3为1-4个碳原子的烷基；m为1-5。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的碱性物质为碱金属醇盐、碱土金属醇盐、碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的碱性物质为乙醇钠、乙醇钾、氢氧化钠或氢氧化钾。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的活泼金属为碱金属或碱土金属。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的活泼金属为金属钠。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于X为Cl。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于结构式为(III)的非离子型表面活性剂与碱性物质或活泼金属的克分子之比为1∶1-1.5。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于结构式为(IV)的非离子型表面活性剂醇盐与结构式为(V)或(VI)的硅烷偶联剂的克分子之比为1∶1-1.5。
全文摘要
本发明涉及结构式为(I)或(II)的非离子型活性硅表面活性剂，本发明还涉及该表面活性剂的制备方法。使用本发明非离子型活性硅表面活性剂制得的水基硅橡胶、水基硅树脂及水基硅丙树脂等，固化速度快，遇水时表面不发生“起霜”、“泛白”的现象。式(I)和(II)中，R
文档编号B01F17/54GK1451471SQ03126569
公开日2003年10月29日 申请日期2003年5月15日 优先权日2003年5月15日
发明者彭忠利, 伍青, 王跃林 申请人:广州白云粘胶厂, 中山大学