[发明专利]一种有机硅聚醚表面活性剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种有机硅聚醚表面活性剂的制备方法，以巯丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷为原料得到不同巯丙基含量和分子量的巯丙基硅油，再与不同结构的烯丙基聚醚经巯基‑双键“点击”反应，得到有机硅聚醚表面活性剂。传统制备有机硅聚醚表面活性剂一般采用硅氢加成的方法，金属催化剂催化成本高，反应时间较长，反应条件较为苛刻，且往往容易存在催化剂残留。本发明的巯基‑双键“点击”反应条件温和、速度快、产率高，而且所需的原材料均已工业化生产，制备成本低廉。

技术领域

本发明涉及有机硅高分子化学领域，具体涉及一种有机硅聚醚表面活性剂的合成方法。

背景技术

表面活性剂是现代工业化生产、食品加工、环境保护等领域不可替代的一类产品，其需求量非常大。其中，有机硅表面活性剂除了具有一般表面活性剂的去污、洗涤、乳化、分散等功能外，在润湿、渗透、起泡、抗氧、抗静电、消泡、稳泡以及增溶等方面显示了独特的功能，还具有很高的表面活性和高“铺展性”，无毒、生理惰性、耐高低温、耐候等特点，因而被广泛应用于日化、食品、医药、纺织、涂料、纤维、石油化工等行业。

有机硅聚醚表面活性剂，是由聚硅氧烷链段和聚醚链段通过化学键连接而成，其中亲水的聚醚链段赋予其水溶性，疏水的聚硅氧烷链段赋予其表面张力。有机硅聚醚表面活性剂已经广泛应作聚氨酯泡沫稳定剂、乳化剂，涂料流平剂，防静电及柔软整理剂，玻璃防雾剂，个人防护品等领域。

传统的有机硅聚醚表面活性剂大多通过硅氢加成反应制得，而这种反应需要重金属催化剂催化，成本高，反应时间较长，反应条件较为苛刻，且容易存在催化剂残留。因而出于原子经济、绿色化学的考虑，应该寻找一种更为节能环保的合成方法。

自2001年，诺贝尔奖得主Sharpless提出了“点击化学”的概念以来，“点击”反应因为具有选择性高、反应速度高效、无副产物、官能团耐受性高、反应条件温和等特点，受到了越来越多的科技工作者的关注。

中国专利文件CN105713204A公开了一种有机硅表面活性剂及其巯基-烯“点击”化学法制备方法。将羟基封端聚醚卤化，与硫氢化钠发生亲核取代反应或者用羟基封端聚醚和巯基乙酸的酯化反应制备出巯基聚醚。之后巯基聚醚与乙烯基聚硅氧烷进行巯烯“点击”反应得到有机硅表面活性剂。但是，该制备方法中巯基聚醚的合成、提纯步骤较为繁琐，而且乙烯基聚硅氧烷中的制备过程需要惰性气体保护，使催化剂失去活性并除去的过程也比较复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，尤其是现有技术中聚硅氧烷侧链的功能化大多通过硅氢加成反应制得，需要重金属催化剂催化，成本高，反应时间较长，反应条件较为苛刻，且容易存在催化剂残留。本发明选用工业化生产的乙烯基聚醚、巯丙基甲基二甲氧基硅烷和二甲基二氯硅烷作为原料，反应过程简单，除催化剂便捷，反应效率高。本发明提供一种合成有机硅聚醚表面活性剂的方法，通过巯丙基甲基二甲氧基硅烷与二甲基二氯硅烷制备不同巯丙基含量和分子量的巯丙基硅油，将得到的巯丙基硅油与不同结构的烯丙基聚醚经巯基-双键“点击”反应，得到一种有机硅聚醚表面活性剂。

本发明的技术方案如下：

一种有机硅聚醚表面活性剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)巯丙基聚硅氧烷的制备

将巯丙基甲基二甲氧基硅烷和足量的水混合，50～120℃反应2～6h，反应完毕后，除去体系中的水和副产物甲醇，得预聚物；再加入催化剂和封端剂，60～150℃反应2～8h，除去催化剂和小分子化合物，得到全巯丙基聚硅氧烷；

或者，将巯丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷和足量的水混合，50～120℃反应2～6h，除去体系中的水和副产物甲醇，得预聚物；再加入催化剂和封端剂，60～150℃反应2～8h，除去催化剂和小分子化合物，得到部分巯丙基聚硅氧烷；

(2)有机硅聚醚表面活性剂的制备