[发明专利]一种含有机硅高分子表面活性剂的制备方法

说明书

本发明提供一种含有机硅高分子表面活性剂的制备方法，属于高分子化合物领域。首先，通过硅氢加成反应，实现疏水、亲水性单体含硅氢单体制备，实现含氢硅油的两亲性。其次，通过水相体系的自由基共聚合反应，与不同类型的单体，包括亲水性和疏水性单体，进行接枝聚合反应，制备出含有机硅功能结构、亲水性‑疏水性官能团的，阴离子高分子表面活性剂。本发明的特点采用两步法，且含硅功能结构含量可控可调。其中，含氢硅油的加成缩合，一方面调节硅功能结构的两亲性，同时，控制含氢硅油的自由基自交联反应。本发明可以选择不同类型的聚合单体，调控单体之间的配比，使得制备的含有机硅高分子表面活性剂，具备分散、消泡、或助乳化等特性。

技术领域

本发明属于高分子化合物领域，涉及表面活性剂领域，尤其涉及一种可含有机硅高分子表面活性剂的制备方法。

背景技术

高分子表面活性剂一般指相对分子质量在1000以上的具有表面活性的聚合物，其化学结构包括亲水和疏水官能团。高分子表面活性剂按分子构型，可分为无规型、嵌段型和接枝型等几种。与常用的低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂虽降低表面张力的能力不突出，但分散性、乳化性、增容性、增稠性等，明显优于低分子表面活性剂。天然水溶性高分子化合物，如淀粉、纤维素及其衍生物等，虽具有一定的乳化和分散能力，但结构修饰的可控性相对困难。1950年Stauss首次合成高分子表面活性剂—聚1-十二烷-4-乙烯吡啶溴化物，又名为聚皂(Polysoap)；1954年美国Wyandotte公司发表了商品化高分子表面活性剂—聚(氧乙烯氧丙烯)嵌段共聚物，作为非离子表面活性剂的也有报道(商品名Pluronics)。

有机硅化合物，因其独特的分子结构，具有低表面张力、无污染、起效快和化学惰性等特点。专利CN 112898507 A提出一种硅嵌段高分子表面活性剂，将乙烯基硅油、可聚合大分子单体、可聚合阳离子单体及水搅拌混合均匀后，加热并加入催化剂进行聚合反应，得到硅嵌段高分子表面活性剂，具有柔顺性能，增稠效果极佳。专利CN 106669539 A提出了一种复合改性有机硅表面活性剂，将含氢硅油和丙烯基聚氧乙烯醚混合均匀，在氮气保护下升温搅拌，105-115℃下反应4-5h，然后于85-95℃、55-65kpa真空脱低沸物，得到聚醚改性有机硅表面活性剂。后与低分子量表面活性剂进行复配得到的复合改性有机硅表面活性剂，具有优异的消抑泡性能的表面活性剂。

硅油虽具有优异的消泡性能，但其疏水疏油的特性在应用时，存在着与其他助剂配伍性差的问题。目前主要改进方法，是通过硅氢加成反应，将其与亲水性单体结合，如聚醚链段改性硅油后亲水性加强，提高了与其他水溶性助剂的相容性，疏水性单体改性硅油，也可改善了与疏水助剂的相容性，为改性有机硅表面活性剂的主要路线之一。目前硅油改性过程，多采用自由基聚合方式，单体接枝改性过程中，改性单体的自交联不可避免，影响改性硅油聚合物的综合性能，如何可控制备改性有机硅表面活性剂，目前仍是技术开发的热点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种含有机硅高分子表面活性剂的制备方法，以提升高分子表面活性剂的表面特性，如分散、消泡和辅助乳化等。本发明涉及两步法过程，制备含有机硅高分子表面活性剂，制备的高分子表面活性剂中，硅功能结构含量可控可调，且可有效避免有机硅在聚合反应过程的自交联问题。同时本发明方法可以选择不同类型的聚合单体，调控单体之间的配比，得到含有机硅高分子表面活性剂，有利于实际工业中的推广和应用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含有机硅高分子表面活性剂的制备方法，采取两步法制备阴离子型、高分子表面活性剂，步骤为：首先，通过疏水性、亲水性单体的硅氢加成反应，制备两亲性有机硅单体，即实现含氢硅油的两亲性。其次，通过水相体系的自由基共聚合反应，与不同类型的单体，进行接枝聚合反应，制备出包含有机硅功能结构、亲水性疏水性官能团的阴离子型高分子表面活性剂，其中单体包括亲水性和疏水性单体。实现过程包括以下步骤：

步骤一：制备含硅中间体