[发明专利]水解稳定的聚醚改性硅碳烷表面活性剂

说明书

技术领域

本发明涉及一类新型结构的聚醚改性硅碳烷表面活性剂，以及一种通过三烷 基硅氢与含端炔的聚醚的硅氢化反应高效率制备该类表面活性剂的方法。这类表 面活性剂可以显著降低水的表面张力且在很宽的pH值范围内具有足够的水解稳 定性。

技术背景

有机硅表面活性剂是以聚醚改性硅油为主的一种改性硅氧烷或聚硅氧烷。聚 醚改性的硅氧烷因其特殊的结构特征，作为表面活性剂可以有效改善其主体的性 能，所以有广泛的用途，如用作聚氨酯泡沫的匀泡剂、乳化剂、化妆品原料、 涂料的流平剂、消泡剂、抗静电剂、塑料改性剂、燃料添加剂、织物整理剂、水 溶性润滑剂、脱模剂、农药助剂等。

聚醚改性的三硅氧烷用作含水溶液的表面活性剂，可有效降低水溶液的表面 张力，提高润湿铺展性能和附着力。(简称L-77)、(简 称L-408)、是聚醚改性三硅氧烷表面活性剂中的代表性产品，广 泛用于农药的喷洒。大量应用研究结果证明：有机硅表面活性剂能显著降低农药 乳液的表面张力，降低农药雾滴与作物叶片表面之间的接触角；在作物叶片上具 有较好的展布能力；增强了药液在植物体表的润湿性能，提高农药的利用率 (L-77/L-408的制备：US5504054；US3299112；US3562786；US5104647；应用： 1.有机硅材料 2004，18，32-34；2.有机硅材料 2005，19，5-7；3.Langmuir 2002，18，2205-2215；4.农药科学与管理 2005，26，22-25；5.日用化学 品与科学 2008，31，24-27)。目前此类产品已广泛用于杀虫剂、杀菌剂、除草 剂、植物生长调节剂、叶面肥及生物农药的喷雾中。

尽管聚醚改性的硅氧烷性能优异，但是它们适用的pH范围很窄(pH～6-8)， 环境pH值超出此范围，三硅氧烷部分就很快水解而失去应有的作用。所以目前用 于农药的此类产品基本都是另外包装，桶混使用。因此具有与L-77，L-408等产 品相似的性能且水解稳定的聚醚改性的硅碳烷表面活性剂应该更具有实际使用 价值。Momentive公开了一类聚醚改性的硅碳烷的制备方法及应用(Leatherman， M.；Peng，W.；Policello，G.，et al.US20070269467)：

该结构显示无论两个硅原子之间是一个、两个或三个碳相连，都显示出优 异的水解稳定性和表面活性(表面张力：22-25mN/m)，其水溶液的铺展能力在 浓度为0.1-0.5％时与L-77/L-408相当，并且具有优异的水解稳定性，其在pH～ 3-12范围的环境中保存半年基本保持稳定。但是制备此类聚醚改性的硅碳烷所需 要的原料-硅碳烷不容易制备，例如一个碳相连的硅碳硅结构(m＝1)，合成需 要用到昂贵的氯甲基三甲基硅烷和无水格式反应，而两个或三个碳相连的硅碳烷 的合成都需要用到氢化锂铝的还原，成本都很高且生产操作危险，其所需硅碳烷 的合成方法，如下反应式所示：

发明内容

本发明公开的是一种全新结构的聚醚改性硅碳烷、合成方法和用途，合成工 艺简单且产物的性能与Momentive的产品相近。

本发明提供一类新型、可用于制备农药，个人护理用品，家庭清洁用品和涂 料的表面活性剂-聚醚改性硅碳烷，其含有如下两种结构：

其中，

封端的R选自氢、C1-C4的烷基、乙酰基、丙酰基或丁酰基；

R₁、R₂、或R₃可以相同或不同，分别独立选自C1-C10的烷基、芳基或芳 基取代的C1-C4的烷基；

X或Y是0、1-20的整数、或者满足条件：2≤X+Y≤20和X≥2的数；

所述的芳基是苯基、苄基、1-萘基或2-萘基。

所述的芳基取代的C1-C4的烷基尤其是指芳甲基。

所述的C1-C4的烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、正丁基、 异丁基或叔丁基。

所述的C1-C10的烷基分别选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、正 丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、环戊基、异戊基、正己基、环己基、正庚基、 正辛基等。