[发明专利]双子型有机硅表面活性剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及表面活性剂，尤其涉及含三硅氧烷结构的双子型有机硅表面活性剂及其制备方法，本发明还涉及该有机硅表面活性剂作为润湿分散、增溶增效、消泡抑泡等添加助剂的用途，属于表面活性剂领域。

背景技术

有机硅表面活性剂由于其具有特殊的表面活性，可广泛应用于各种工业、农业、食品、医药等领域，一直受到人们的重视。1967年Bailey发明了可在固体表面起到完全润湿作用、适合用作水性油漆、粘合剂、印刷油墨、染料液等并能很好发挥作用的有机硅润湿分散添加剂，并申请了美国专利[Bailey D L.Siloxane wettingagents.US 3,299,112，1967]。最早由美国孟山都公司开发的三硅氧烷接枝聚醚类表面活性剂，由于其特殊的低表面张力、良好的铺展性、渗透性等特点，经广泛的生化和生理测试及随后的田间试验证实，是防除荆豆草用除草剂草甘膦的最佳助剂，孟山都新西兰公司于1985年率先将世界上第一个有机硅表面活性剂Sliwet L-77(亦称Sliwet M)作为农药助剂推入市场，其商品名为Pulse。由于Sliwet L-77作为农药助剂提高药效、降低农药残留效果显著，该公司随后推出了Silwet系列有机硅农药助剂。

目前的三硅氧烷类表面活性剂主要有两种变体，其分子结构通式如下(左1-伞形结构；右2-球棒结构)所示：

R＝-(CH₂)₃O(EO)_x(PO)_yR′；E＝-CH₂-CH₂-；P＝-CH(CH₃)CH₂-；

x，y＝0，1，2，3…；R′＝-H，-CH₃

决定三硅氧烷表面活性剂活性的是甲基(-CH₃)，柔软的Si-O-Si骨架仅起支撑作用，甲基呈伞型紧密排列在气液界面上，可使布满甲基表面的液体的表面张力降至约20mN/m，而烃类表面活性剂的疏水基团为长链烃基或烃基芳基，主要由亚甲基(CH₂-)构成，疏松地排布在气液界面上，其降低气液界面表面张力的能力远不如三硅氧烷表面活性剂。伞形结构的三硅氧烷表面活性剂在油水两相界面上的分布，不仅能显著降低界面张力，还能在低能憎水表面迅速润湿扩展，这一能力称为“超润湿性”或“超扩展性”。

近年来，国外也开展了诸多新型的有机硅表面活性剂的应用研究，作为农药助剂用有机硅表面活性剂，在总体性能方面依旧难以超越三硅氧烷表面活性剂Sliwet L-77(George，A.P.；Dennis，S.M.Surfactant blend of a polyalkleneoxide polysiloxane and an organiccompound having a short chan hydrophobic moiety.USP 5,555,866，1996.9；Kenneth，G.B.；Neil，A.B.Turf and Soil Drought StressTreatment Comprising a siloxane and a Polyalkalene Oxide Surfactant.USP 5,495,95，1997.1；Norman，R.P.；James，L.H.Surfactantclathrates and agricultural chemical formulations thereof.USP 6,051,710，2000.4)。

自1999年以来，中国山西煤化所的韩富等人基于含葡糖酰胺基及其改性基团作为亲水性基，也开展了合成三硅氧烷表面活性剂作为农药用助剂领域应用的研究工作，并申请了相关专利[韩富，张高勇，张越等.一种含葡糖酰胺基的三硅氧烷的制备方法.专利公开号CN 1660882 A，2005.8；韩富，张高勇，张越等.一种聚乙二醇改性的含葡糖酰胺基的三硅氧烷及制法.专利公开号CN 1660883A，2005.8；韩富，张高勇，张越等.一种含葡糖酰胺基的二聚三硅氧烷表面活性剂及制法.专利公开号CN 1553672 A，2005.9]。