一種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑及其制備方法與應用
【背景技術】
[0002] 具有獨特結構的三硅氧烷聚醚型表面活性劑在濃度極低時，其水溶液可以在幾十 秒內在疏水物質表面上快速鋪展，并且其最終接觸角小，被視為超潤濕鋪展劑。此類超潤濕 劑可不僅能很大程度地降低水的表面張力至25mN/m以下，且能夠在疏水物質的表面在幾 十秒內迅速鋪展，使得液滴在固體表面的覆蓋面最大化，目前市場上的Silwet-77等此類 表面活性劑主要用作農藥潤濕助劑，添加在農藥中噴灑在植物葉的表面，提高藥液在植物 標靶表面潤濕鋪展速率和沉積覆蓋面積率，解決農藥利用率低的問題，該類超潤濕劑在疏 水表面的潤濕面積同比條件下多達傳統潤濕劑的25倍。但是，并非表面張力最低的表面活 性劑和所有的三硅氧烷類表面活性劑都能夠表現出超潤濕性能，其獨特的"T型"結構和分 子結構是超潤濕性能的關鍵。
【發明內容】
[0003] 本發明的一個目的是提出了一種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑解決了現有 技術中潤濕劑的鋪展能力差的問題，
[0004] 本發明的另一個目的是提出了一種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑的制備方 法。
[0005] 本發明還提出了一種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑在植物葉、金屬材料、塑 料、玻璃、木材等固體表面迅速鋪展的應用，以及其應用于農藥、涂料、膠黏劑、油墨及日化 等領域。
[0006] 本發明的技術方案是這樣實現的：一種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑，所述 三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑的結構式如下：
[0007]
[0008] 式中為2-10范圍內的整數，η為4-20范圍內的整數。
[0009] -種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑的制備方法，包括如下步驟：
[0010] 1)在反應器中加入七甲基三硅氧烷和丙烯酸，以氯鉑酸為催化劑，升溫到 50-100°C，反應時間為10_50h，經減壓過蒸餾、萃取、真空干燥得到純中間體1 ;
[0011] 2)在反應器中逐滴加入純中間體1、阻聚劑和二縮水甘油醚，以四丁基溴化銨為 催化劑，在攪拌條件下，升溫至100-120°C，反應10-18小時得到中間體2,經減壓過濾、真空 干燥得到純中間體2 ;其中二縮水甘油醚的分子式CH2-CH(O)-O-(CH2)m-O-(O)CH-CH 2);
[0012] 3)在反應器中加入純中間體2和聚乙二醇，加入強酸，攪拌；在140_160°C溫度下 反應4-10小時，最終脫水縮合成所需產物三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑。其中聚乙 二醇的分子式：H0-(CH 2-CH2-O-) nH。
[0013] 優選的，所述七甲基三硅氧烷與所述丙烯酸的物質的量的比例為I : (I. 0~I. 5)。
[0014] 優選的，所述純中間體1與所述二縮水甘油醚物質的量的比例為（1~1. 5) :1，所 述純中間體2與所述聚乙二醇物質的量的比例為1 : (2~2. 5)。
[0015] 優選的，所述氯鉑酸催化劑占步驟1)中占反應物的總質量比為5-30ppm。
[0016] 優選的，所述四丁基溴化銨占步驟2)中占反應物總質量比為0. 04%~0. 1%。
[0017] 優選的，所述阻聚劑為對苯二酚，所述對苯二酚的含量占步驟2)占反應物總質量 比為0· 2%~0· 4%。
[0018] 優選的，所述強酸為硫酸，所述硫酸占步驟3)中占反應物的總質量比為3 %~
[0019] 一種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑在植物葉、金屬材料、塑料、玻璃、木材表 面迅速潤濕鋪展。
[0020] 一種三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑應用于農藥、涂料、膠黏劑、油墨及日化 品。
[0021] 本發明的有?效果為：本發明制備出的二硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑具有 良好的超潤濕鋪展能力，最低表面張力小于25mN/m，能夠在植物葉、金屬材料、塑料、玻璃、 木材等固體表面迅速鋪展，最終接觸角接近零度，可應用于農藥、涂料、膠黏劑、油墨及日化 等領域。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1七甲基三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑S-I的紅外光譜圖；
[0024] 圖2七甲基三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑S-2的紅外光譜圖；
[0025] 圖3七甲基三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑S-3的紅外光譜圖；
[0026] 圖4純水和七甲基三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑S-2在固體表面的潤濕效 果圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0028] 實施例1
[0029] 在100mL玻璃燒瓶中加入KX Og(0· 045摩爾）七甲基三硅氧烷及4. 8g(0. 067摩 爾）丙烯酸，在濃度為30ppm的氯鉑酸催化劑作用下，在反應溫度為80°C條件下，反應時間 為48h，得到第一步中間體1，經過減壓蒸餾、萃取、真空箱干燥得到純中間體1 ;
[0030] 取12. 0g(0. 041摩爾）純中間體1加入0. 04g(0. 36毫摩爾，占反應物總質量的 0· 235% )阻聚劑對苯二酚與5. Og(0· 029摩爾）乙二醇二縮水甘油醚在100°C溫度下逐滴 反應12h，加入0.007g (0.022毫摩爾，占反應物總質量的0.041 % )催化劑四丁基溴化銨 催化得到第二步中間體，分別經過減壓蒸餾、烘干得到純中間體2 ;
[0031] 取3g(3. 93毫摩爾）純中間體2在0. 24g(2. 45毫摩爾，占反應物總質量的 4. 86% )濃硫酸催化下與I. 7g(8. 5毫摩爾）聚乙二醇200反應6h，反應溫度為140°C，最 終得到產物--h甲基三硅氧烷雙頭基Gemini型超潤濕劑S-1，其分子結構中m = 2、n = 4。
[0032] 實施例2
[0033] 在100mL玻璃燒瓶中加入10.0 g(0. 045摩爾）七甲基三硅氧烷及4. 8g(0. 067摩 爾）丙烯酸，在濃度為20ppm的氯鉑酸催化劑作用下，在反應溫度為85°C條件下，反應時間 為48h，得到第一步中間體1，經過減壓蒸餾、萃取、真空箱干燥得到純中間體1 ;
[0034] 取12. 0g(0. 041摩爾