[发明专利]一种聚醚改性三硅氧烷润湿剂及其制备与应用方法

说明书

技术领域

本发明属于有机硅表面润湿剂技术领域，特别涉及一种聚醚改性三硅氧烷润湿剂及其制备与应用方法。

背景技术

聚醚改性三硅氧烷属于有机硅表面活性剂，其甲基以独特的“伞型”结构吸附于空气-水界面上，可使表面张力降至20mN/m左右。聚醚改性三硅氧烷不仅能降低油水界面的界面张力，同时还能在疏水表面润湿扩展，这一能力称为“超级润湿性”。

聚醚改性三硅氧烷分子中既含有机基团，又含硅元素，因此它除具有聚硅氧烷的耐高温、无毒、无腐蚀、耐候及生理惰性等特点外，还具有碳氢表面活性剂的表面活性高、乳化、润湿、分散、抗静电性能好以及能消泡和抑泡等特点，因而在农药、纺织、日化、皮革、涂料、洗涤、染料、染整、颜料分散、金属加工液、采油等领域具有独特的应用效果。在皮革领域，聚醚改性三硅氧烷用作手感剂，可赋予皮革滑感、柔感、油感、蜡感等。经有机硅手感剂整饰后的皮革，不仅可保持弹性、丰满性、透气性和卫生性能，而且可改善手感，提高柔软性，对水、化学品都有良好的稳定性。在农药领域，聚醚改性三硅氧烷用作叶面吸收助剂，能使药液的表面张力低于植物叶表面湿润临界值(约25mN/m)之下，故能促使药液由叶孔渗透进入表皮，减少了农药的挥发和光解的损失，提高农药的有效利用率，降低农药投放量30％～50％，是非常有效的农药助剂。

但是聚醚改性三硅氧烷表面活性剂如：迈高新材的Silwet L-77和道康宁公司OFX-5211等产品在碱性条件下容易水解，尤其是高温(≥60℃)、碱性(PH＝10)条件下，表面张力下降，在上述环境中，作为水性木器漆或者水性皮革涂层剂的润湿剂使用时，经常出现缩孔或者亮斑，影响了水性产品的使用效果。

CN101657489A报道了一种通过改变M和M′上的取代基团，与变化D链结上聚氧化烯烃取代基相结合的方法，制备在碱性和酸性条件下使用的表面活性剂。CN101318115A和CN101905134A分别报道了两种双尾聚醚改性三硅氧烷表面活性剂，用于在碱性环境的农药助剂。但上述几种方法，都涉及三硅氧烷或聚醚的分子结构改变，原材料成本较高，对于产品的推广不利；这些专利涉及的产品，都没有在高温和碱性环境中，作为水性涂料润湿剂使用。在水性涂料的使用实践中，高温(≥60℃)、碱性(PH＝10)条件下，聚醚改性三硅氧烷溶液的表面张力下降很快，一般在48小时内，保持水性涂料涂敷到基材后，涂层出现缩孔或者表面出现斑点。本发明致力于解决聚醚改姓三硅氧烷产品上述缺陷，开发耐高温、耐碱性超级润湿剂的制备方法及生产系统。

发明内容

本发明的目的在于克服聚醚改性三硅氧烷耐高温和耐碱性差的缺陷，而提供一种聚醚改性三硅氧烷润湿剂及其制备与应用方法。

一种聚醚改性三硅氧烷润湿剂，所述聚醚改性三硅氧烷润湿剂的结构通式如下：

其中m为0～10范围内的整数，n为5～15范围内的整数，R为-H、-CH₃或-C₂H₆。

所述聚醚改性三硅氧烷润湿剂的性状为无色或浅黄色透明油状液体，粘度为20mPa·s～500mPa·s。

一种聚醚改性三硅氧烷润湿剂的制备方法，以纳米孔洞材料负载Pt(0)催化剂，在反应器中，反应(反应时间≤2h)得到所述聚醚改性三硅氧烷润湿剂。

一种聚醚改性三硅氧烷润湿剂的制备方法，其包括以下步骤：

在反应器中加入一定量的聚醚和纳米孔洞材料负载的Pt(0)催化剂，在80℃～120℃温度下搅拌30min～60min；在上述温度下滴加一定量的七甲基三硅氧烷，滴加完成后保温1h～2h；然后在60℃～90℃温度下，-0.08MPa～0.09MPa压力下脱除未反应的反应原料0.5h～1h得到所述聚醚改性三硅氧烷润湿剂产品。降温、过滤回收纳米孔洞材料负载的Pt(0)催化剂、出料包装。

所述聚醚的结构通式如下：

H₂C＝CH₂CH₂O(CH₂CH₂CH₂O)_m(CH₂CH₂O)_nR，其中m为0～10范围内的整数，n为5～15范围内的整数，R为-H、-CH₃或-C₂H₆。

所述七甲基三硅氧烷的滴加速度为100g/h～1000kg/h。