[发明专利]一种抗水解有机硅烷表面活性剂的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明属于农用化学品领域，具体涉及一种有机硅烷表面活性剂的制备方法及其应用。

二、背景技术

众所周知，使用表面活性剂能够改善农药制剂的特性，有近一半的农药制剂中使用表面活性剂。比较环保的水性农药剂型如水乳剂、水悬剂、微乳剂、水分散粒剂等是当今农药发展的一个重要方向。有机硅表面活性剂比常规表面活性剂更能降低溶液表面张力，具有良好的湿润性、较强的粘附力、极佳的延展性和气孔渗透率、良好的抗雨水冲刷性。有机硅表面活性剂的优良特性使得在农药喷雾中，只需要在靶标上喷洒很少量的农药雾滴即可，为农药低容量喷雾技术提供了保障。因此，该类表面活性剂在短短十几年内得到了飞速发展。

通常所说的有机硅表面活性剂主要是指疏水基为Si-O-Si结构的有机硅氧烷类，例如常用作农药助剂的Silwet-77。尽管这类表面活性剂有许多优点，但是也存在某些缺陷，主要问题是使用中容易水解。由于水解后会导致表面活性降低，因此往往需要在田间地头现配现用，不仅给使用者带来了麻烦，还因在很多农药制剂配方中难以添加，使其应用范围受到了限制。

为解决有机硅表面活性剂的水解问题，国内外研究者已进行了很多研究，莫门蒂夫性能材料股份有限公司公开了抗水解的有机改性的二硅氧烷表面活性剂（CN101341156A、CN101341157A）、抗水解的有机改性的甲硅烷基化表面活性剂（CN101472933A）和包含抗水解的有机改性二硅氧烷表面活性剂的极端环境表面活性剂组合物（CN101370378A），这些改性的产品在较宽的pH范围内显示出抗水解性。惠州学院公开了耐水解的双尾六硅氧烷表面活性剂（CN101318116A）和耐水解的双尾三硅氧烷表面活性剂（CN101318115A），具有较强的耐水解能力。中国中化集团公司公开了一种硅炔表面活性剂及其制备与应用（CN101653708A），所制得的硅炔表面活性剂不但保持有机硅表面活性剂良好的湿润性、较强的粘附力、极佳的延展性、气孔渗透率和良好的抗雨水冲刷性，还具有炔二醇表面活性剂优秀的消泡性能及持久的抗泡抑泡性以及优异的抗水解能力。目前，具有高表面活性的抗水解有机硅表面活性剂的研究已成为农用表面活性剂研究的热点，但能够实际应用的产品还很少，有待于从多方面开展抗水解有机硅表面活性剂的合成和应用研究。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种表面张力低、具有抗水解能力的有机硅表面活性剂的制备方法，以满足水性农药制剂的生产需要。

本发明的有机硅烷表面活性剂的分子结构式如下：

式中：R′＝CH₃或R；

R=CH₂CH₂CH₂O(CH₂CH₂O)_aR

R″=CH₃或H

x＝1-4；y＝0-3；当y＝0时，R′不能全为CH₃

下标a=4-9。

本发明一种抗水解有机硅烷表面活性剂的制备方法包括如下两个主要步骤：

1、合成含氢聚硅烷：以(CH₃)₂SiCl₂、(CH₃)₃SiCl、CH₃SiCl₂H或(CH₃)₂SiClH为原料，在溶剂中，以金属钠或钾做催化剂，氮气保护下70-110℃进行反应，其中原料配比按含氢聚硅烷结构摩尔比确定，催化剂用量与原料中Cl的摩尔比为1～1.2∶1，反应完成后，过滤除渣，滤液蒸出经蒸馏分离得到含氢低聚硅烷。

主要反应如下：

式中：R′＝CH₃或H；

x＝1-3；y＝0-3；当y＝0时，R′不能全为CH₃。

2、合成有机硅烷表面活性剂：以步骤1制得的含氢聚硅烷和端烯丙基聚醚为原料，以铂为催化剂，氮气保护下，85-110℃进行硅氢加成反应，其中端烯丙基聚醚与含氢聚硅烷的摩尔比为1∶1～1.1，催化剂用量为催化剂（Pt）：硅氢键=1～10∶100000，反应完成后，加吸附剂脱除铂，真空蒸出未反应物，得到有机硅烷表面活性剂。

主要反应如下：