[发明专利]一种含酰胺键有机硅双子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

有机硅表面活性剂是以聚二甲基硅氧烷为疏水主链，在其中间位或端位连接一个或多个极性基团而构成的一类表面活性剂。因具有降低表面张力的性能优良、润湿和铺展性好、毒性基本上都是生理惰性的、乳化作用大、配伍性能好等特点，使其已成为表面活性剂领域的研究热点之一。有机硅双子表面活性剂是一种优良的特种表面活性剂，它是由联接基将2个普通表面活性剂分子的亲水基头基或者在靠近头基处以化学键方式连接在一起形成的，同普通表面活性剂相比，这类表面活性剂表面性能优异，具有独特的聚集体形态，同时与普通表面活性剂具有良好的配伍作用。然而采用不同的联接基团合成工艺条件不同，合成的产物性能也存在一定的差别。

非离子型含硅双子表面活性剂的合成目前主要从联接基团的不同分为以下几种，其中联接基团为聚氧乙烯基的居多，此外还有糖基、硅氧烷、马来酸基、酰胺键作为联接基团。含酰胺键联接基团的有机硅双子表面活性剂，由于酰胺键的引入增加其水溶性和生物降解性，使用后后处理简单，对环境污染、损害小，绿色环保。2012年朱良波（《一种含酰胺基的高硬度耐油硅树脂组成物及其制备方法》，申请号：201210285985.8，）等人合成了含酰胺基的高硬度耐油硅树脂组成物，其中含有酰胺键联接基的有机硅双子表面活性剂，该发明制备过程中工艺条件要求高，后处理繁琐，一些反应溶剂和催化剂具有特殊气味或需特殊保存。

发明内容

本发明是要解决现有制备含酰胺键联接基团的有机硅双子表面活性剂的方法存在原料不易得、不稳定、工艺条件要求高和后处理繁琐的问题，而提供一种含酰胺键有机硅双子表面活性剂及其制备方法。

本发明一种含酰胺键有机硅双子表面活性剂的结构式为：其中所述的n为1、3或5。

上述的含酰胺键有机硅双子表面活性剂的制备方法按以下步骤进行：

一、γ-氨丙基三硅氧烷的制备：将γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷、六甲基二硅氧烷和四甲基氢氧化铵放入反应容器中，得到混合物，在氮气保护下，将混合物搅拌加热至回流，回流反应1.5h～3.5h，然后升温至120℃～140℃，再反应0.2h～1h，得到残余物，用二次蒸馏水对得到的残余物洗涤，洗涤至洗涤液的水相pH值为8～9为止，然后向洗涤液中加入无水硫酸镁，过滤，得到滤液，再将滤液置于真空度为0.09Mpa～0.1Mpa和温度为50℃～60℃的真空干燥箱干燥1h～2h，得到淡黄色透明液体即为γ-氨丙基三硅氧烷；所述的γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷与六甲基二硅氧烷的摩尔比为1:(4～6)；所述的四甲基氢氧化铵与γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷的摩尔比为1:(36～38)；

二、含酰胺键有机硅双子表面活性剂的制备：按步骤一制备的γ-氨丙基三硅氧烷与三乙胺的摩尔比为1:(0.5～1.5)、步骤一制备的γ-氨丙基三硅氧烷的物质的量与甲苯的体积比为1mmol:(0.5～1.5)mL将步骤一制备的γ-氨丙基三硅氧烷、三乙胺和甲苯依次加入到带有氮气保护装置的反应瓶中，在冰浴和搅拌速度为1500r/min～2000r/min的条件下搅拌0.2h～1h，然后在冰浴和搅拌速度为1500r/min～2000r/min的条件下，以恒定的滴加速度为0.1mL/min～0.3mL/min向反应瓶中滴加二酰氯/甲苯混合液，滴加完毕后，在冰浴和搅拌速度为1500r/min～2000r/min的条件下继续反应1h～2h，然后在室温和搅拌速度为1500r/min～2000r/min的条件下继续反应1h～2h，过滤，得到滤液和滤渣，然后按滤渣的质量与甲苯的体积比为1g:3mL用甲苯对滤渣进行洗涤3次～5次，得到洗液，合并滤液和洗液，然后利用旋转蒸发仪进行减压旋转蒸发除去溶剂甲苯，最后在真空度为0.09Mpa～0.1Mpa和温度为50℃～60℃的真空箱中干燥6h～8h，然后冷却至室温，即得到含酰胺键有机硅双子表面活性剂；所述的步骤一制备的γ-氨丙基三硅氧烷与二酰氯/甲苯混合液中二酰氯的摩尔比为1:（0.4～0.6）；所述的二酰氯/甲苯混合液由二酰氯和甲苯混合而成，且二酰氯/甲苯混合液中二酰氯与甲苯的体积比为1:(10～15)。

本发明的制备含酰胺键有机硅双子表面活性剂的反应式如下：