[发明专利]一种含烷基和糖酰胺基的聚硅氧烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及在分子中形成含硅键合，有或没有氮、氧或碳键合反应得到的化合物，尤其是涉及一种含烷基和糖酰胺基的聚硅氧烷及其制备方法。

背景技术

聚硅氧烷表面活性剂除具有普通表面活性剂的性质外，还具有比普通表面活性剂更多的优越性，可以应用于非水体系、具有更低的表面张力、良好的润湿和铺展性、低温不沉淀、极低的生理毒性、耐高低温性能等。

Wagner R.(Applied Organometallic Chemistry，1996，10，437)报道了一种制备糖酰胺基改性聚硅氧烷的方法，通过乙二胺将环氧改性聚硅氧烷与葡萄糖连接起来，得到糖酰胺基改性聚硅氧烷。

von Braunmühl V(Polymer，1998，39，1617)报道了一种制备葡糖酰胺基改性聚硅氧烷的方法，通过含氢聚硅氧烷与烯丙基葡糖酰胺的硅氢加成反应得到葡糖酰胺基改性聚硅氧烷。

韩富(Journal of Surfactants and Detergents，2004，7，175)报道了一种制备葡糖酰胺基改性三硅氧烷双子表面活性剂的方法，通过氨基三硅氧烷与葡萄糖酸内酯反应，生成葡糖酰胺基三硅氧烷，再用二元醇缩水甘油醚将其连接起来即得葡糖酰胺基改性三硅氧烷双子表面活性剂。

这些含糖酰胺基的聚硅氧烷表面活性剂乳化硅油/水体系比较好，但对烷烃/水体系则较差。

发明内容

本发明的目的是将有机硅表面活性剂的低表面张力和糖类表面活性剂的高生物降解性结合起来，并在分子中引入长链烷基，提供一种表面张力低、生物降解性好、对烷烃和硅油乳化能力均较好的含烷基和糖酰胺基的聚硅氧烷表面活性剂的制备方法。

本发明的含烷基和糖酰胺基的聚硅氧烷表面活性剂的分子结构式如下：

其中，R¹为碳数4～20的烷基，最好为碳数8～16的烷基。

R²为

R³为

-(CH₂)₃-或-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₂-

R⁴为

-H或

x，y为0～100的整数，最好为0～20；z为1～100的整数，最好为1～20。

本发明的含烷基和糖酰胺基的聚硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

1.由六甲基二硅氧烷、环硅氧烷、氨基硅烷、烷基硅烷和碱性催化剂，在反应温度为50～200℃，最好是60～120℃的情况下反应；其中六甲基二硅氧烷、环硅氧烷、氨基硅烷和烷基硅烷的摩尔配比为1∶(1～6)∶(0.6～2)∶(0.4～2)，最好是1∶(2～4)∶(0.6～1)∶(0.4～1)，碱性催化剂的摩尔用量为六甲基二硅氧烷、环硅氧烷、氨基硅烷和烷基硅烷摩尔之和的0.1％～10％；反应完成后，使碱性催化剂失活，减压蒸馏，脱除低沸物，得到含烷基和氨基的聚硅氧烷；

2.含烷基和氨基的聚硅氧烷与糖酸或糖酸内酯，在低碳醇作溶剂，反应温度为60～150℃，最好是60～100℃反应；其中含烷基和氨基的聚硅氧烷与糖酸或糖酸内酯的摩尔配比为1～2∶1，最好是1∶1；反应完成后，蒸除溶剂，得到含烷基和糖酰胺基的聚硅氧烷。

如上所述的环硅氧烷，包括六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷及其混合物等。

如上所述的氨基硅烷，包括氨丙基二甲氧基甲基硅烷、氨丙基二乙氧基甲基硅烷、氨乙基氨丙基二甲氧基甲基硅烷、氨乙基氨丙基二乙氧基甲基硅烷等。

如上所述的烷基硅烷，包括丁基二甲氧基甲基硅烷、丁基二乙氧基甲基硅烷、己基二甲氧基甲基硅烷、己基二乙氧基甲基硅烷、辛基二甲氧基甲基硅烷、辛基二乙氧基甲基硅烷、癸基二甲氧基甲基硅烷、癸基二乙氧基甲基硅烷、月桂基二甲氧基甲基硅烷、月桂基二乙氧基甲基硅烷、十四烷基二甲氧基甲基硅烷、十四烷基二乙氧基甲基硅烷、十六烷基二甲氧基甲基硅烷、十六烷基二乙氧基甲基硅烷等。

如上所述的碱性催化剂可以包括：碱金属氢氧化物如氢氧化钠、氢氧化钾等，硅醇盐如硅醇钠、硅醇钾等，季铵碱如四甲基氢氧化铵等，季鏻碱如四丁基氢氧化鏻等。

如上所述的使碱性催化剂失活是当碱性催化剂为碱金属氢氧化物、硅醇盐时，加入酸中和催化剂，使之失活；当碱性催化剂为季铵碱、季鏻碱时，加热分解，使之失活。