[发明专利]一种牛磺酸改性有机硅及其制备方法

说明书

本发明公开了一种牛磺酸改性有机硅及其制备方法，涉及表面活性剂领域。本申请以含氢硅油、烯丙基缩水甘油醚和N‑甲基牛磺酸为原料，在催化剂和溶剂中合成牛磺酸改性有机硅的方法。本申请选择了更加安全的原料，由于牛磺酸属于动物体内一类含硫氨基酸，将具备良好亲水性的牛磺酸接到有机硅链段上，使其兼顾有机硅和牛磺酸的优点，因此牛磺酸有机硅的安全性高、生物相容性，同时合成路线便捷、要求低，避免以外有机硅表面活性剂合成路线中存在的问题，也避免了合成路线中1，4‑二氧六环的产生。

技术领域

本发明涉及表面活性剂领域，尤其涉及一种牛磺酸改性有机硅及其制备方法。

背景技术

有机硅表面活性剂的应用领域非常广泛，但是有机硅表面活性剂在合成过程中所使用的原料以及合成的工艺路线参数对其安全性存在影响，使得有机硅表面活性剂在个人护理产品中的应用受到限制。牛磺酸改性有机硅是将具备良好亲水性的牛磺酸接到有机硅链段上，使其兼顾有机硅和牛磺酸的优点。由于牛磺酸属于动物体内一类含硫氨基酸，因此其安全性较高，可用于日化领域，使得其相关产品受到广泛关注。

当前市场上存在许多牛磺酸的产品，其中多为碳氢表面活性剂，是以脂肪酸或脂肪酰氯为原料，通过酰化反应合成牛磺酸类的产品。众所周知，有机硅表面活性剂在性能方面优于碳氢表面活性剂，使得有机硅类的产品可以适用于更高性能的产品中。

在合成方面，脂肪酸的合成过程中对催化剂的性能要求较高，同时还需要避免发生氧化反应。在环氧乙烷加成过程中会产生致癌物质1，4-二氧六环；在硅氢加成反应中，随着含有活泼氢的有机硅结构更加复杂，位阻效应越明显，未反应的原料会导致产物浑浊，影响产品质量。

发明内容

本发明提供了一种牛磺酸改性有机硅及其制备方法，提供原料安全性高、生物相容性好的牛磺酸改性有机硅和制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明目的之一提供了一种牛磺酸改性有机硅，所述牛磺酸改性有机硅的分子结构式为：其中，m为0-50，n为1-12。

作为优选方案，在所述牛磺酸改性有机硅的分子结构式中，m为0，n为1。

作为优选方案，所述牛磺酸改性有机硅的表面张力值为22-23mN/m。

作为优选方案，所述牛磺酸改性有机硅的临界胶束浓度为0.7moL/L。

作为优选方案，所述牛磺酸改性有机硅在石蜡膜表面的最小接触角为30°。

为了解决上述技术问题，本发明目的之二提供了一种牛磺酸改性有机硅的制备方法，包括以下步骤：

(1)将烯丙基缩水甘油醚和催化剂加入容器内混合均匀，随后将含氢硅油加入反应体系中，100-150℃反应5-12h，随后蒸出环氧硅油；

(2)将四丁基溴化铵加入到N-甲基牛磺酸钠溶液中搅拌均匀，将步骤(1)获得环氧硅油滴加到反应体系中，80-120℃恒温反应4-9h，得到牛磺酸改性有机硅。

作为优选方案，所述含氢硅油的分子结构为：其中，m为0-50，n为1-12。

作为优选方案，在所述含氢硅油的分子结构式中，当m为0、n为1时，所述含氢硅油为七甲基三硅氧烷。

作为优选方案，在步骤(1)中，所述催化剂为氯铂酸。

作为优选方案，在步骤(1)中，所述含氢硅油的分子量在1000以内，所述氯铂酸的浓度为5-50ppm。

作为优选方案，在步骤(1)中，在步骤(2)中，所述四丁基溴化铵的添加量为原料总量的1wt％。

作为优选方案，在步骤(1)中，所述含氢硅油在恒温60℃以下缓慢滴加到反应体系中。