一种双生结构聚醚硅氧烷及制备方法与流程

本发明涉及有机硅表面活性剂领域，有涉及一种双生结构聚醚硅氧烷及制备方法。

背景技术：

有机硅表面活性剂主要是以聚二甲基硅氧烷为主链，在其侧链或末端含有一个或多个极性基团而构成的一类表面活性剂。从20世60年代，已经开始用于工业领域，大规模使用于20世纪80年代，这类表面活性剂具有独特的优点。有机硅表面活性剂特别是聚醚改性三硅氧烷，其甲基以独特的“伞型”结构，吸附于空气与水相邻界面上，可使表面张力降至20mN/m左右。聚醚改性三硅氧烷不仅能降低油水界面的界面张力，同时还能在疏水表面润湿扩展，这一能力称为“超级润湿性”或“超级铺展性”。但是聚醚改性三硅氧烷表面活性剂如：迈图高新材料CoatOSil 77和道康宁公司OFX-5211等产品，在碱性(PH>8)条件下，分子进一步缩合生成更高分子量的聚醚硅氧烷，导致表面张力上升，润湿作用降低，作为水性涂料润湿剂，在动态施工过程中出现大量泡沫，影响施工效率，长时间过后，施工底材出现缩孔、火山口效应等不良现象，影响了产品的使用效果。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明第一个目的是提供了一种双生结构聚醚硅氧烷，该聚醚硅氧烷具有消泡抑泡效果，耐水解性好且能保持长时间润湿性。本发明另一个目的是提供上述双生结构聚醚硅氧烷的制备方法。

为了实现上述第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种双生结构聚醚硅氧烷，结构如下：

其中，

R¹是氢，烷基或芳基；R²是氢和烷基中的一种或多种；R³是氢，烷基和酰基中的一种或多种；R⁴是氢，烷基和芳基中的一种或多种，R⁵是烷基或芳基；0≤a≤10；0≤m≤50,0≤n≤30。

作为优选，R¹是烷基。

作为优选，至少一个R²是烷基。

作为优选，R³是为氢。

作为优选，R⁴是甲基和乙基中的一种或多种，R⁵是甲基或乙基。

作为优选，1≤a≤2，0≤m≤30，0≤n≤30，且n<m。

为了实现上述第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种制备所述的聚醚硅氧烷的制备方法，该方法包括以下的步骤：将化合物A与化合物B混合搅拌均匀，通惰性气体保护，升温至50-100℃,加入催化剂，在100℃-140℃反应2-8h，在真空有惰性气体保护条件下，脱除低分子即得所述双生结构聚醚硅氧烷；

所述的化合物A的结构式如下：

；

所述的化合物B的结构式如下：

。

作为进一步改进，所述的化合物B与化合物A的摩尔比例为0.8-1.5:1，优选为1.2；加入催化剂温度50-100℃，优选为60-80℃；反应温度为100-150℃，优选为110-140℃；反应时间为2-8h，优选为4-6h。

作为进一步改进，所述催化剂为铂、铑、钯或它们的化合物，催化剂用量为5-300ppm,优选为10-200ppm。

作为进一步改进，所述惰性气体为氮气。

本发明由于采用了上述的技术方案，该双生结构聚醚硅氧烷含有多个疏水链接，两个亲水链接，一个柔性桥链接基；其0.1%水溶液表面张力为20-30mN/m；具有消泡抑泡效果，耐水解性好且能保持长时间润湿性。本发明产品作为水性和油性涂料润湿流平剂，兼有优异的消抑泡效果，并在碱性条件下耐水解。

附图说明

图1为实施例1的红外光谱图。

具体实施方式

下面对本发明的事实作具体说明，但实施例不是对本发明保护范围的限制。

实施例1

在装有电动搅拌器、温度计的250ml干燥三口瓶中，分别加入46克七甲基三硅氧烷、100克2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇四乙氧基醚搅拌均匀，通N2，然后升温，当温度升至60℃，加入氯铂酸催化剂0.2克（铂添加量相当于总物料量的10PPM），继续升温至110℃，反应4h，在N2保护下，抽真空脱除低组分，即得一种浅黄色液体RA。

实施例 2

在装有电动搅拌器、温度计的250ml干燥三口瓶中，分别加入28克七甲基三硅氧烷、100克2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇十乙氧基醚搅拌均匀，通N2，然后升温，当温度升至70℃，加入氯铂酸催化剂0.88克（铂添加量相当于总物料量的50PPM），继续升温至120℃，反应5h，在N2保护下，抽真空脱除低组分，即得一种深黄色液体RB。

实施例3

在装有电动搅拌器、温度计的250ml干燥三口瓶中，分别加入43克七甲基三硅氧烷、100克2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇四乙氧基醚搅拌均匀，通N2，然后升温，当温度升至80℃，加入氯铂酸催化剂1.38克（铂添加量相当于总物料量的70PPM），继续升温至130℃，反应6h，在N2保护下，抽真空脱除低组分，即得一种棕色液体RC。

实施例4

在装有电动搅拌器、温度计的250ml干燥三口瓶中，分别加入34克七甲基三硅氧烷、100克2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇六乙氧基一丙氧基醚搅拌均匀，通N2，然后升温，当温度升至80℃，加入氯铂酸催化剂0.37克（铂添加量相当于总物料量的20PPM），继续升温至130℃，反应5h，在N2保护下，抽真空脱除低组分，即得一种浅黄色液体RD。

实施例5

在装有电动搅拌器、温度计的250ml干燥三口瓶中，分别加入14克七甲基三硅氧烷、100克2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇三十乙氧基醚搅拌均匀，通N2，然后升温，当温度升至70℃，加入氯铂酸催化剂0.79克（铂添加量相当于总物料量的50PPM），继续升温至120℃，反应4h，在N2保护下，抽真空脱除低组分，即得一种深黄色液体RE。

分别对其进行物化参数测试，结果如下：

注：①0.1%实施例产物水溶液外观均一性：浑浊、不漂油。

②起泡高度是用100ml具塞量筒，装20ml0.1%实施例产物水溶液，上下振荡20次，测得泡沫高度。

③0.1%实施例产物水溶液在全自动表面张力仪上测出的表面张力，单位mN/m。

④碱性条件下耐水解性测试：0.1%实施例产物水溶液（PH=9-10），表面张力在1周、4周、8周的对比测试。

从上表可以看出，本发明RB、 RD和RE所制得的双生结构聚醚硅氧烷作为水性和油性涂料润湿剂，比市售聚醚改性三硅氧烷表面活性剂拥有更好的消泡抑泡性，耐水解性。而RA和RC所制得的双生结构聚醚硅氧烷作为油性涂料润湿剂。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。