[发明专利]一种超铺展润湿剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超铺展润湿剂,所述超铺展润湿剂为硅烷改性炔二醇聚醚。所述超铺展润湿剂在水中的临界胶束浓度低，并在基材表面表现出超铺展现象，对基材有极佳的润湿作用；所述超铺展润湿剂在水性体系中平衡时间短，气泡内外表面张力差较大，抵消了吉布斯‑马拉高尼效应，使气泡迅速破裂，为不稳泡的表面活性剂。

技术领域

本发明涉及一种超铺展润湿剂及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展和人们对环保要求的提高，水性胶粘剂、水性涂料走向舞台，开始逐渐替代溶剂型胶粘剂和涂料。水性胶粘剂和水性涂料均以水作为分散介质，避免了大量危害人体和环境的溶剂，节约了社会资源，为可持续发展做出了不可磨灭的贡献。由于水的表面张力较高（72 mN/m），难以润湿大部分基材。在实际应用中，人们常常添加润湿剂以促进体系对基材的润湿。润湿剂是一类通过降低表面能，能使固体物料更易被水或其他液体浸湿的物质的表面活性剂。在润湿剂用量一定的前提下，人们希望水性体系在基材表面可达到完全铺展润湿，即超铺展。因此超铺展要求体系中超铺展液浓度远超临界胶束浓度（CMC），这对润湿剂提出很高的要求。

市面上常见的润湿剂有小分子润湿剂（如氰特Aerosol^® OT-75）、改性聚醚润湿剂（如陶氏化学Triton^® X-405和Ecosurf^® BD-405等）、有机硅润湿剂（如迪高 Twin^® 4100和Wet^® 270等）和炔二醇润湿剂（如美国空气化学Surfynol^® 104E）等。

上述小分子润湿剂、改性聚醚润湿剂和有机硅润湿剂对基材均有很好的润湿效果，有机硅润湿剂更是由于极低的表面张力，某些优化的结构可达超铺展效果；但由于使用过程中的扰动和分散等造成泡沫较多，可能影响最终产品的性能。炔二醇类润湿剂炔基的吸电子结构特点决定了其起泡性较低，但一方面由于炔二醇中疏水基团炔基表面张力较高（约30 mN/m），另一方面，亲水基团占比较高，与水性体系的相容性太好，在体系中的临界胶束浓度（CMC）偏高，因此，实际应用中，炔二醇润湿剂的使用量难以达到超铺展效果。

发明内容

本发明的任务是提供了一种超铺展润湿剂及其制备方法。本发明采取的技术方案是，所述超铺展润湿剂结构通式为：

其中，R₁和R₂分别为氢、甲基、正丁基中的一种，且R₁和R₂不同时为氢；

R₃和R₄分别为，c为0~15的整数，d为0~6的整数，且2≤ c+d ≤15；

R₅为亚甲基和三亚甲基中的一种；

所述超铺展润湿剂的制备方法为：

（1）将1 mol经分子筛除水后的炔基化合物在氮气保护下加入0.001~0.006 mol催化剂，通入4~30 mol聚合单体，升温至90~120℃，恒温3~9小时，降温至30~40℃；将反应产物通入乙醇活化的混床型离子交换柱内除去催化剂，得炔二醇聚醚；

（2）将含2 mol碱金属醇化物的醇溶液加入炔二醇聚醚中，升温至65~80℃保持微微沸腾状态，并缓慢蒸馏出醇，保持2~6小时后减压蒸馏除去醇；冷却至25~35℃，得炔二醇聚醚的碱金属盐；

（3）将2.2~ 2.8 mol氯化剂在0.5~2小时内滴加入2 mol有机硅化合物中，0~30℃搅拌2~4小时，减压抽滤除去多余的氯化剂，得有机硅化合物的氯化物；

（4）将步骤（3）得到的硅化合物的氯化物加入到步骤（2）得到的炔二醇聚醚的碱金属盐中，25~40℃反应2~5小时后，过滤除去生成的固体盐，得超铺展润湿剂。