[发明专利]一种非离子有机硅表面活性剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种非离子有机硅表面活性剂的制备方法。利用含氢硅油的硅氢键与烯丙基聚氧乙烯甲基醚的双键间的配位加成反应，合成了一种不含羟基的非离子型有机硅表面活性剂，用作硅油的乳化剂，所得乳液用于水性有机硅皮革、合成革、纺织涂层的制备。本发明所制备的非离子有机硅表面活性剂与硅油具有良好相容性，能够显著降低水、硅油两相间界面张力，进而形成稳定的水包油乳液。该制备方法具有HLB（亲水亲油平衡值）、CMC（临界胶束浓度）、浊点等表面活性可调的优点。另外，本发明所提供的非离子有机硅表面活性剂在制备过程中不使用任何有机溶剂，可实现制备过程的清洁化,为环保型皮革、合成革、纺织用有机硅涂层材料的开发提供了关键助剂支撑。

技术领域

本发明涉及一种非离子有机硅表面活性剂的制备方法，属于有机硅材料领域。

背景技术

硅在自然界中含量丰富（占地壳含量23%），有机硅化合物种类繁多，是一类不依赖于石化资源的化工材料。由于聚硅氧烷独特的结构，从而表现出了一系列优良性能，尤其是用作皮革、合成革、纺织涂层材料时具有优异的耐候、耐磨、耐刮、耐老化、疏水和防污等性能，因此作为新型涂层材料得到了广泛使用。

中国专利CN108221396B公开了一种健康安全的硅橡胶皮革及其涂布工艺，其组成原料包括对人体健康安全的硅橡胶原料和亮光手感油。该加成型硅橡胶活性基团只有碳碳双键和硅氢键，属于双组份加成反应体系，无副产物，对人体无任何不良反应；中国专利CN111809402A公开了一种氰基改性的有机硅合成革涂层制备方法，其组成原料包括无挥发性有机硅油及乙烯基氰单体，能够得到再涂粘接性能优异的有机硅合成革涂层。上述方法以硅基材料替代碳基材料制备皮革、合成革、纺织涂层，为促进碳达峰和碳中和提供了一条新途径。

虽然有机硅材料具有诸多优点，但通过硅-氢加成反应制备涂层时由于所用原料乙烯基硅油粘度高，在应用时需加入非极性烷烃类溶剂对其稀释降粘，这将不可避免导致VOCs污染，不符合当下绿色生态的发展理念。利用微乳化技术，通过表面活性剂将高粘度硅油制备成水乳液，再进行硅-氢加成制备有机硅涂层是目前解决因有机溶剂降粘带来VOCs污染的有效方式。但现有的表面活性剂存在着与乙烯基硅油、含氢硅油相容性差，乳化剂用量大，以及所含端羟基与含氢硅油发生脱氢反应等一系列问题，严重影响了水性硅油乳液的制备，从而限制了有机硅材料在皮革、合成革和纺织涂层等领域的绿色应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足而提供一种非离子有机硅表面活性剂的制备方法。分别利用单和双端含氢硅油中活性氢与烯丙基聚氧乙烯甲基醚中双键的配位加成反应，合成了一种不含羟基的非离子有机硅表面活性剂，将其用作硅油乳化剂，所得乳液用于有机硅皮革、合成革、纺织涂层的制备，从而避免了使用有机溶剂降粘所带来的VOCs排放问题，且在整个生产过程中不使用有机溶剂，符合绿色、环保发展理念。

本发明提供的一种有机硅表面活性剂的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤，所用物料的份数除特殊说明外均为重量份数：

（1）高HLB值非离子有机硅表面活性剂的制备：将单端含氢硅油12~16份、烯丙基聚氧乙烯甲基醚10~14份加入到反应釜中，控制体系-C=C/-Si-H的摩尔比0.9~1.3，升温至80~90 ℃，加入铂催化剂0.1~0.3份，于100~120 ℃下反应1~2 h，经溴乙酸滴定法测定剩余-Si-H基团含量达到理论值后，制得结构式为的高HLB值非离子有机硅表面活性剂，其中n的值为5~8，R的结构式为-CH₂-CH₂O(CH₂CH₂O)_mCH₃，m的值为5~10；