[发明专利]一种四硅氧烷表面活性离子液体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种四硅氧烷表面活性离子液体及其制备方法，其结构通式如下：其中R＝C_nH_2n+1或CF₃；n为0，1，2，3。本发明还提供了一种四硅氧烷表面活性离子液体的制备方法。本发明的四硅氧烷表面活性离子液体具有优良的理化性质，其水溶液的最低表面张力为20‑40mN/m；在水溶液中临界胶束浓度为20‑400mg/L。

技术领域

本发明属于表面活性离子液体技术领域，具体涉及一种四硅氧烷表面活性离子液体及其制备方法。

背景技术

离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐，也称为低温熔融盐。由于离子液体具有低挥发性、液态温度范围宽、热稳定性好、低毒等特性，使其在化学科学与技术、医药工业等许多领域有着广泛的应用前景。

表面活性剂，俗称“工业味精”，是指那些加入少量就能显著降低溶液表面张力、改变体系界面状态的物质，具有表面活性高、耐热性好等特点，广泛应用于日用化学、农药、医药工程等领域。按照疏水链的不同，分为烷烃类表面活性剂、硅类表面活性剂、氟类表面活性剂等表面活性剂。

表面活性离子液体由于集成了离子液体与表面活性剂的优点，在酶催化、润滑剂、传热介质等众多领域中具有潜在的应用价值。目前，关于表面活性离子液体的研究成为研究热点。

常见的表面活性离子液体主要以长链的烷烃类离子液体为主，中国专利CN103933893A合成了一种胆碱类离子液体表面活性剂，十四烷基甲基-(2-羟乙基)-二甲基氯化铵，十四烷氧基甲基-(2-羟乙基)-二甲基四氟硼酸及十四烷氧基甲基-(2-羟乙基)-二甲基硝酸铵，但是存在合成步骤繁琐、表面活性较差等问题。为了提高其表面活性，现有技术的表面活性离子液体，是通过两步法合成，分离提纯较为困难，且合成步骤繁琐。

因此，鉴于现有制备表面活性离子液体品种较少及合成方法繁琐等问题，需要开发新型表面活性离子液体并研究其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种有助于丰富表面活性离子液体种类并且结构新颖的四硅氧烷表面活性离子液体及其制备方法。

为解决上述第一方面的技术问题，本发明提供一种四硅氧烷表面活性离子液体，其结构通式如下：

其中R＝C_nH_2n+1或CF₃；n为0，1，2，3。

本发明的第二方面在于提供一种四硅氧烷表面活性离子液体的制备方法，该方法有利于显著缩短反应流程、降低制备成本而藉以满足工业化放大生产要求和有益于保障无毒性而藉以体现环保与安全。

为解决本发明的第二方面的技术问题，本发明提供了一种四硅氧烷表面活性离子液体的制备方法，其反应式如下，包括以下步骤：

(1)三氨丙基封端四硅氧烷的制备

以甲基三烷氧基硅烷、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷为原料，利用催化剂，在一定温度下反应，反应结束后，使催化剂失活，减压蒸馏去除过量原料得到三氨丙基封端四硅氧烷；

(2)四硅氧烷表面活性离子液体的制备

以三氨丙基封端四硅氧烷、短链有机酸为原料，在低沸点溶剂作用下，在一定温度下，反应一定时间，反应结束后，蒸除溶剂后干燥，得到四硅氧烷表面活性离子液体。

在本发明的一个具体技术方案中，所述步骤(1)中甲基三烷氧基硅烷选自甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷。