一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机硅表面活性剂的制作方法
【专利说明】-种耐水解Si-C-Si型阳罔子有机娃表面活性剂
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技术领域
[0002] 本发明一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机硅表面活性剂，具体涉及的该表面活性 剂的制备方法，属于有机硅表面活性剂的合成技术领域。
[0003]
【背景技术】
[0004] 有机硅表面活性剂是以硅氧/碳烷为疏水链节，连接一个或多个亲水基团组成的 一类新型高效的表面活性剂。不但具有比烷烃类表面活性剂更优良的表面活性和"超铺展" 性，而且具备有机硅材料的耐高低温、耐气候老化、无毒生理惰性等优异的性能。该类有机 硅表面活性剂以其优异的性能广泛应用于聚氨酯泡沫、农药、纺织助剂、日用助剂、油田化 学品等领域。随着有机硅材料进一步发展和对有机硅下游产品深入的开发，有机硅表面活 性剂的品种也将不断的增加，应用领域也会不断扩大，这都是表面活性剂的发展方向与研 宄热点。
[0005]目前，有机硅表面活性剂主要是以Si-O-Si为疏水链，虽然体现了有机硅表面活 性剂优良的表面活性等优点，但是也存在易水解的缺点，尤其是在农用助剂有着明显的瓶 颈。因为水解后会导致表面活性降低，因此使用时往往需要在田间地头现配现用，不仅给用 户带来了麻烦，而且很多农药制剂配方中难以添加，使其在农用助剂方面的发展受到了严 重的限制。有机硅氧表面活性剂中Si-O-Si键的水解受多种因素的影响，最主要的影响因 素是PH值和时间。在中性（pH值为6~8)条件下，有机硅氧烷表面活性剂的长期稳定性较 好；在PH值为5~6或8~9的溶液中放置过夜，其表面活性不会显著下降；在酸性或碱性条 件下则必须立即使用；在极端的pH值条件下，如喷施某些植物生长调节剂时，溶液会迅速 水解。
[0006] 虽然目前已经报道了耐水解型有机娃表面活性剂，如US0269467A1专利中的娃碳 烷非离子表面活性剂在pH值为3~10范围内，放置30周几乎不水解，在pH值为2或12时， 仍有72%(质量分数）不水解，显示了较高的抗水解性；US0167269A1中多种硅碳烷表面活 性剂在PH值为4~11范围内，其铺展直径2个月保持不变，显示出较好的抗水解性，在水中 加入质量分数为〇. 1%的此类硅碳烷表面活性剂，其表面张力为22~23mN/m。但是基本上都 是非离子型有机硅表面活性剂，并且采用硅氢加成方法在疏水链段引入聚醚等亲水基团， 由于娃氢加成存在a和|3加成反应，所以所合成出来的产物存在同分异构体，从而影响 了表面活性剂的活性。申请人之前采用三甲基硅甲基锂制备氯丙基硅碳烷再制备Si-C-Si 型有机硅表面活性剂，但该法中使用了比较昂贵的三甲基硅甲基锂试剂，参见Tan，J.L.; Feng,S.Y.，ColloidPolym.Sci.，2013, 29 (6): 1487-1494,不太适合工业化生产。
[0007] 开发高效稳定的有机硅表面活性剂新品种，特别是合成具有抗水解性能的有机硅 表面活性剂，提高助剂对酸、碱水溶液的稳定性，扩大应用范围，研宄其在各个领域的应用 性能十分必要。本发明直接通过格式反应，合成含氯丙基硅碳烷，再将氯丙基硅碳烷与叔胺 反应制备一种高表面活性耐水解的Si-C-Si型阳离子有机硅表面活性剂。
【发明内容】
[0008] 本发明目的在于提供一种高效地制备一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机硅表面 活性剂的方法。
[0009] 本发明一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机硅表面活性剂的结构式为：
【主权项】
1. 一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机娃表面活性剂，其特征在于所述的Si-C-Si型阳 离子有机娃表面活性剂的结构式为：
制备步骤如下： 步骤1;格式反应 N,保护下，先将氯甲基硅烷制备成格式试剂；之后在N2保护下，将氯丙基烷氧基硅烷 或氯丙基氯硅烷加入装有无水四氨快喃或无水己離的四口烧瓶中，滴加氯甲基硅烷格式试 剂，合成氯丙基娃碳烧； 步骤2 ;季锭化反应 将步骤1的产物氯丙基娃碳烧装入S口瓶中，加入叔胺、溶剂，在馬保护下，于70~85°C下反应15~36小时后体系降至室温；用正己烧萃取分离，之后除去正己烧后得到的固体于 0. 1MPa、40 °C干燥1天，冷却后得Si-C-Si型阳离子有机娃表面活性剂。
2. 根据权利要求1所述的一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机娃表面活性剂，其特征在 于所述的氯甲基硅烷可W是氯甲基S甲基硅烷、氯甲基己締基二甲基硅烷、氯甲基己基二 甲基硅烷、氯甲基苯基二甲基硅烷、氯甲基丙基二甲基硅烷或氯甲基了基二甲基硅烷。
3. 根据权利要求1所述的一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机娃表面活性剂，其特征在 于所述的叔胺可W是N-甲基咪挫、N-甲基化咯烧、化晚、S甲胺、S己胺或N，N-二甲基己 醇胺。
4. 根据权利要求1所述的一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机娃表面活性剂，其特征在 于所述的氯丙基烷氧基硅烷可W是氯丙基二甲氧基（二己氧基）甲基硅烷、氯丙基=甲氧基 (s己氧基）硅烷或氯丙基二甲基甲氧基（己氧基）甲基硅烷。
5. 根据权利要求1所述的一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机娃表面活性剂，其特征在 于所述的氯丙基氯硅烷可W是氯丙基二氯甲基硅烷、氯丙基=氯硅烷或氯丙基二甲基氯娃 烧。
6. 根据权利要求1所述的一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机娃表面活性剂，其特征在 于所述的氯丙基娃碳烧与叔胺摩尔比为1 ;2~4。
7. 根据权利要求1所述的一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机娃表面活性剂，其特征在 于所述溶剂可W异丙醇、了醇、己膳或二甲基甲酯胺。
【专利摘要】本发明涉及一种耐水解Si-C-Si型阳离子有机硅表面活性剂，它通过氯丙基硅碳烷与N-甲基咪唑、N-甲基吡咯烷、N,N-二甲基乙醇胺、三甲胺、三乙胺或吡啶等反应制备。本发明制备的表面活性剂具有优良的表面活性，并具有一定的杀菌性，可用于农药助剂、药物缓释、功能性纳米材料、纺织加工助剂等领域。
【IPC分类】C07F7-10, B01F17-54
【公开号】CN104788487
【申请号】CN201510233599
【发明人】谭景林, 肖梅红
【申请人】九江学院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月11日