专利名称：一种可聚合型非离子含硅表面活性剂及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明属于精细化工领域，具体涉及一种可聚合型非离子含硅表面活性剂及其制备方法与应用，该表面活性剂可以显著降低水的表面张力，而且在很宽的PH范围内有很高的水解稳定性。
背景技术：
乳液聚合是一种制备水性涂料基料的重要方法，乳液聚合具有许多优点聚合速率快，同时产物分子量高；乳液聚合制备的乳液可以直接用于环境友好产品的生产，如内外墙涂料、纸张涂层、粘结剂、织物处理剂等，可以有效地降低挥发性有机物(VOC)的排放。乳液聚合也有一些缺点传统乳液聚合制备的水基乳液涂料在成膜过程中，水相残留的小分子乳化剂会阻碍乳胶粒子的靠拢，降低成膜速率，而且成膜后乳化剂易向基材和胶膜表面迁移，降低了涂膜的耐水性、涂膜和基材的附着力和粘结强度，乳化剂还会影响乳液聚合物的电性能、光学性质、表面性质。为了改善乳液的性能，人们采用反应型的乳化剂，反应型乳化剂通常含有反应性的官能团，如双键、羟基、羧基、氨基等，其中在丙烯酸酯无皂乳液聚合当中应用的较多的是含有双键的反应型乳化剂，如烯丙基磺酸钠(ALS)、甲基丙烯酸羟丙磺酸钠(HPMAS)、马来酸酐系的高分子乳化剂等，这些乳化剂以化学键的方式键合到聚合物胶粒上，避免了乳化剂从乳液中离析出来，然而小分子反应型乳化剂存在乳化效果不理想、易均聚形成聚皂影响乳液的稳定性等问题，为了解决这些问题，人们开发了反应型高分子乳化剂，其中研究的较多的有马来酸酐系的反应型乳化剂，专利CN 100409933C和CN 1978475A分别公开了一类马来酸酐型阴离子表面活性剂和一类含阴、非离子基团的富马酸型可聚合乳化剂的制备方法，这些可聚合型乳化剂都能显著提高乳液涂膜的耐水性等性能；有机硅表面活性剂应用于乳液聚合当中可以显著降低水的表面张力、提高聚合物乳液的润湿力、粘附力。有机硅表面活性剂应用的一个难点是硅氧碳易水解，适用的PH范围较窄，解决这个问题的一个方法是以硅碳键代替硅氧碳键。美国专利US 2007(^69467公开了一类聚醚改性的硅碳烷的制备方法，该乳化剂显示了良好的水解稳定性和优异的表面活性，但是该法合成成本高、操作危险；中国专利CN 101798382A报道了采用硅氢加成反应制备了一类聚醚改性的硅碳烷，与前者相比，后者合成方法简单、显著提高了含硅表面活性剂的耐水性，可以作为乳液聚合的高效乳化剂。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可聚合型非离子含硅表面活性剂，该表面活性剂可以显著降低水的表面张力，而且在很宽的PH范围内水解稳定性很高。本发明的另一目的在于提供上述可聚合型非离子含硅表面活性剂的制备方法。本发明的再一目的在于提供上述可聚合型非离子含硅表面活性剂的用途。
本发明的目的通过下述技术方案实现一种可聚合型非离子含硅表面活性剂，是马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯酰胺基丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷，具有如式I所示的结构，
权利要求
1. 一种可聚合型非离子含硅表面活性剂，其特征在于是马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯酰胺基丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷，具有如式I所示的结构，
2.权利要求1所述的可聚合型非离子含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)以甲苯为溶剂、对甲苯磺酸为催化剂，将马来酸酐与聚乙二醇单甲醚按 1.00-1.20 1的摩尔比投料，加热搅拌反应，反应结束后除溶剂，产物用低温乙醚沉淀，得到马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯；(2)以四甲基氢氧化铵为催化剂，将氨丙基三甲氧基硅烷与六甲基二硅氧烷按1 3-7 的摩尔比投料，加热搅拌反应，反应结束后在80°C下旋蒸lh，得到氨丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷；(3)以甲苯为溶剂、N，N-二环己基碳二亚胺和4-二甲胺基吡啶为缩合剂，将步骤(1) 的马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯和步骤( 的氨丙基三(三甲基硅氧烷)按1 0.8-1.25 的摩尔比投料，20-30°C下搅拌反应，反应结束后旋蒸除溶剂，产物用乙醚沉淀，得到如式I 所示的马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯酰胺基丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷。
3.根据权利要求2所述的可聚合型非离子含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于 步骤(1)所述加热搅拌反应是在80-105°C下反应5H
4.根据权利要求2所述的可聚合型非离子含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于 步骤(1)所述除溶剂是在60°C下旋蒸除去溶剂。
5.根据权利要求2所述的可聚合型非离子含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于 步骤(1)所述低温乙醚的温度为-25 5°C。
6.根据权利要求2所述的可聚合型非离子含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于 步骤(2)所述加热搅拌反应是在95-130°C下反应5H
7.根据权利要求2所述的可聚合型非离子含硅表面活性剂的制备方法，其特征在于 步骤(3)所述反应的反应时间是对-4 !。
8.权利要求1所述的可聚合型非离子含硅表面活性剂用于制备丙烯酸酯乳液。
全文摘要
本发明属于精细化工领域，公开了一种可聚合型非离子含硅表面活性剂及其制备方法与应用，该表面活性剂是马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯酰胺基丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷，具有如式I所示的结构。本发明合成方法简单、产物易分离提纯，制备的可聚合型非离子含硅表面活性剂能够显著降低水的表面张力，属于高效的反应型乳化剂；此外，本发明制备的可聚合型非离子含硅表面活性剂以硅碳键代替了硅氧碳键，克服了硅氧碳键在不同pH条件下易水解的缺点，提高了有机硅表面活性剂在较宽的pH范围下的水解稳定性。(式I)
文档编号C08G65/48GK102382211SQ20111025176
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者吕满庚, 张云飞 申请人:中科院广州化学有限公司