[发明专利]封端型非离子表面活性剂、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂、制备方法及其应用，更具体地说涉及一种封端型非离子表面活性剂、制备方法及其应用。

背景技术

非离子表面活性剂，是含有羟基或醚键为亲水基的一类两亲结构分子。非离子表面活性剂在水中不发生电离，所以它在水中和有机溶剂中都有较好的溶解性，具有优异的乳化性能，在溶液中化学稳定性高，具有十分广泛的用途。非离子表面活性剂按其亲水基可分为聚氧乙烯型、多元醇型、烷基醇酰胺、烷基多苷等类型。端烯丙基聚醚具有良好的亲水性和优越的乳化能力，是一种性能优异的非离子表面活性剂，由于其两端分别为双键和羟基官能团，因此在高分子合成中也具有很重要的地位。

封端型非离子表面活性剂，本发明中指的是具有双键和羟基活性官能团的端烯丙基聚醚，其中的端羟基采用碳原子数为1～4的烷基、酰氧基、硅甲基等基团封端，而另一端的烯丙基双键与含氢聚硅氧烷进行加成封端，从而合成出了具有较低表面张力、良好乳化性能和成核性能的封端型非离子表面活性剂。

现有技术中如2002年19期的《精细化工》中“醚化封端聚醚的技术进展”一文中公开了含有烯基的封端聚醚的合成方法，封端率可达90％；2004年02期的《香料香精化妆品》中“聚醚型有机硅表面活性剂的合成与应用”一文中也公开了一种由聚醚段和聚硅氧组成的表面活性剂；申请日为1995年7月28日、申请号为95115232.7的中国专利公开了一种用于聚氨酯泡沫体制造的聚醚硅氧烷表面活性剂，其平均分子量为2250。同时这些现有技术中的共聚物相对分子量都不超过3000，封端率也只有90％，由于聚醚的封端率随着其分子量的增大而略有所降低，如果提高分子量，其封端率会更低，另外这些表面活性剂的表面活性、乳化性能及综合的平衡性能均有待提高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现在技术中存在的不足和问题，提供了系列性能优异的封端型非离子表面活性剂。

同时本发明还提供了该封端型非离子表面活性剂的制备方法及其在聚氨酯软泡中的应用。

本发明的技术方案如下：

本发明的封端型非离子表面活性剂，其具有以下结构式(I)的结构：

其中结构式(I)中：

m的值为15～210，n的值为5～25，且m+n＝20～235；

R为与硅原子相连的系列不同分子量的聚醚链段R1、R2...Ri，其中1≤i≤6，R的结构通式

为下式(II)

其中结构式(II)中：不同的Ri分子量不一，其范围是700～9500，x的值为3～160，y的值为0～140，且链段中聚环氧乙烷与聚环氧丙烷链段的重量配比：聚环氧乙烷链段为20～70％，聚环氧丙烷链段为30～80％；

结构式(II)中M为碳原子数为1～4的烷烃、氢原子、酰氧基或硅甲基。

本发明的封端型非离子表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

A)以烯丙醇为起始剂，在反应器中加入环氧乙烷和环氧丙烷，在催化剂a存在下、压力≤0.2Mpa、反应温度为100～130℃条件下反应4～6小时，得到不同分子量的端丙烯基聚醚R’，其中环氧乙烷和环氧丙烷用量之和与起始剂烯丙醇的用量的摩尔为3～300∶1；

B)将聚醚R’的端羟基进行改性，即将聚醚R’的端羟基采用含钠或钾类化合物进行醇盐化取代，得到聚醚醇金属，然后采用氯化物进行氯化反应，得到封端改性聚醚Ri；

C)使八甲基环四硅氧烷、含氢硅油、六甲基二硅氧烷在催化剂b作用下，在反应温度为60～90℃条件下反应4～6小时，得到聚硅氧烷(I)，其中八甲基环四硅氧烷、含氢硅油、六甲基二硅氧烷之间的摩尔比为10-120∶1-5∶1.0-2.0；

D)将上面反应得到的重量份不同的改性聚醚R1～Ri 80-130份和聚硅氧烷(I)10-35份，在5-15ppm的Pt催化剂作用下及溶剂存在下，在反应温度为60～120℃条件下进行聚合反应8～10小时后进行减压蒸馏，搅拌均匀后将其打入降膜蒸发器进行二次蒸馏，即制得封端型非离子表面活性剂。

本发明的封端型非离子表面活性剂的制备方法，其步骤A)中所述的催化剂a优选为双金属催化剂，最好为六氰钴酸锌类化合物，其用量为环氧乙烷和环氧丙烷用量之和的5-100ppm；其步骤A)中所述的环氧乙烷与环氧丙烷的重量配比优选如下：

环氧乙烷为20～70％

环氧丙烷为30～80％。