有機(jī)硅化合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及有機(jī)合成領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種有機(jī)娃化合物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)娃化合物的基本結(jié)構(gòu)單元是由娃一氧鏈節(jié)構(gòu)成的，側(cè)鏈則通過娃原子與其他 各種有機(jī)基團(tuán)相連。因此，在有機(jī)娃產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中既含有"有機(jī)基團(tuán)"，又含有"無機(jī)結(jié)構(gòu) "，運種特殊的組成和分子結(jié)構(gòu)使它集有機(jī)物的特性與無機(jī)物的功能于一身，且其分子間的 作用力比碳氨化合物要弱得多，因此比同分子量的碳氨化合物粘度低，表面張力弱，表面能 小，成膜能力強。運種低表面張力和低表面能使它具有一定的疏水性能，且其價格相對便 宜，因而逐漸成為拒水領(lǐng)域的研究熱點。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)就公開采用含氨硅油用于建筑建材的防水、古建筑防水、防潮、防霉保護(hù) W及紙張的防水防霉的方法。但目前報道所使用的有機(jī)娃化合物多為成熟的工業(yè)品，由于 本身結(jié)構(gòu)還是存在一些局限（官能團(tuán)少、表面能低等），與基材（例如紡織品、建筑材料等） 的相容性較差，導(dǎo)致拒水性能、耐久性不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種有機(jī)娃化合物。 陽0化]具有如式（I)所示結(jié)構(gòu)特征的有機(jī)娃化合物：
[0006]
[0007] 其中，Ri，尺2分別任選自-CH=CH2，-H;
[0008] a:b:c :x :z=(0-7) : (0-3) : (0-3) : (1-5) : (1-5)，且a和C不同時為0。
[0009] 在其中一個實施例中，
[0010] (l)c= 0,Ri任選自-CH=邸2,-H;
[0011] a:b:x:z=(0. 5-7) : 5-3) : (1-5) : (1-5);或， 陽01引 似b=C= 0,Ri任選自-CH=邸2,-H;
[0013] a :x:z= (0.5-3) : (1. 5-5) : (1. 5-5);或，
[0014] 做Ri，R2分別任選自-CH=CH2,-H;
[0015] (a+c):b:x:z=(0. 5-3) : (0. 5-2) : (2. 5-5) : (2. 5-5)，且a聲0,C聲0。
[0016] 在其中一個實施例中，該有機(jī)娃化合物的粘度為20-10000cst(25°C)。
[0017] 本發(fā)明還提供所述的有機(jī)娃化合物的制備方法，W摩爾份數(shù)計，由如下原料制備 而成：
[0018] 單體A 100紛 單體技 5-30份 催化劑 0.01-10份 封端劑 0.1-10份，
[0019] 其中，所述單體A為甲基環(huán)硅氧烷；單體B為四乙締基四甲基環(huán)四硅氧烷和/或四 甲基環(huán)四硅氧烷，
[0020] 制備方法包括如下步驟：
[0021] 將30-70摩爾份單體A與5-30摩爾份單體B預(yù)先混合，在催化劑催化下60-150°C 反應(yīng)1-化，加入剩余的單體A，繼續(xù)反應(yīng)1-化，加入封端劑進(jìn)行封端處理，即得所述有機(jī)娃 化合物；或，
[0022] 將5-30摩爾份單體B在催化劑催化下60-150°C反應(yīng)1-化，再將100摩爾份單體 A加入體系內(nèi)，繼續(xù)反應(yīng)1-化，加入封端劑進(jìn)行封端處理，即得所述有機(jī)娃化合物；或，
[0023] 將5-20摩爾份單體A催化劑催化下60-150°C反應(yīng)0. 5-比，再將5-30摩爾份單體 B加入，反應(yīng)0. 5-比后將剩余的單體A加入體系內(nèi)，繼續(xù)反應(yīng)1-化，加入封端劑進(jìn)行封端處 理，即得所述有機(jī)娃化合物。
[0024] 在其中一個實施例中，所述甲基環(huán)硅氧烷為八甲基環(huán)四硅氧烷和/或六甲基環(huán)Ξ 硅氧烷。
[00巧]在其中一個實施例中，所述封端劑包括六甲基二硅氧烷、四甲基二乙締基二娃氧 燒、聚二甲氧基硅烷封頭劑、Ξ甲基氯硅烷中的一種或多種。
[00%] 在其中一個實施例中，所述催化劑為酸催化劑或堿催化劑。
[0027] 在其中一個實施例中，所述封端處理的時間為0. 5-化。
[0028] 本發(fā)明還提供所述的有機(jī)娃化合物在制備具有拒水功能的材料中的應(yīng)用。
[0029] 本發(fā)明的原理及優(yōu)點如下：
[0030] 本發(fā)明綜合大量的實驗研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有機(jī)娃化合物的拒水功能的好壞關(guān)鍵取決 于化合物結(jié)構(gòu)中活性位點的分布情況，而現(xiàn)有技術(shù)在制備有機(jī)娃化合物時，同步加入各聚 合單體進(jìn)行聚合，制備得到的化合物中活性位點往往呈無規(guī)律分布，由此交聯(lián)制備得到拒 水功能材料，其具有防水功能的聚二甲基娃氧烷基團(tuán)活度受到較大限制，不能自由舒展，從 而影響材料拒水功能的發(fā)揮。
[0031] 基于該發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明通過合理控制提供聚二甲基娃氧烷基團(tuán)段的單體（單體A)W 及提供活性位點（優(yōu)選為乙締基和氨基）的單體（單體B)的加入量和順序，制備得到一系 列活性位點位于化合物中部位置的有機(jī)娃化合物，具有該結(jié)構(gòu)的化合物活性位點集中設(shè)置 于硅油分子中部，兩端是自由的聚二甲基硅氧烷鏈段，活性基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)后，自由鏈段依然 能夠自由舒展，發(fā)揮較好的拒水作用，同時還具有優(yōu)良的與基材的相容性，在實際應(yīng)用于制 備具有拒水功能材料時，可獲得良好的耐久性和拒水性。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0033] 本發(fā)明所述有機(jī)娃化合物，將活性位點集中設(shè)置于化合物分子的中部，能夠較現(xiàn) 有技術(shù)更好的發(fā)揮拒水效果，同時還具有優(yōu)良的與基材的相容性，在實際應(yīng)用于制備具有 拒水功能材料時，可獲得良好的耐久性和拒水性。
[0034] 本發(fā)明所述有機(jī)娃化合物的制備方法，步驟簡單，易于控制，便于工業(yè)化應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0035] W下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的有機(jī)娃化合物及其制備方法和應(yīng)用作進(jìn)一步詳 細(xì)的說明。
[0036] 在本發(fā)明實施例中：
[0037]A1 :八甲基環(huán)四硅氧烷，CAS:556-67-2 ;
[0038]A2 :六甲基環(huán)Ξ硅氧烷，CAS:541-05-9 ;
[0039]B1 :四乙締基四甲基環(huán)四硅氧烷，CAS:2554-06-5 ;
[0040]B2:四甲基環(huán)四硅氧烷，CAS:2370-88-9。 柳41] 實施例1
[0042] 將30摩爾份A1與30摩爾份B2預(yù)先混合，在1摩爾份濃硫酸催化劑催化下120°C 反應(yīng)比，再將70摩爾份A1加入體系內(nèi)，繼續(xù)反應(yīng)化，加入2摩爾份六甲基二硅氧烷反應(yīng)封 端處理0.化，使用氨氧化鋼水溶液中和，完成制備過程，此時反應(yīng)產(chǎn)物中官能基團(tuán)集中于分 子的鏈段中部，結(jié)構(gòu)可表示為：
[0043]
[0044]其中，Ri為-H，R3為CH3，R4為CH3;a:b:x:z= 1:1:1. 1:1. 1，其粘度為 50cst。 W45] 對比例1
[0046] 將100摩爾份A1與30摩爾份B2混合，在1摩爾份濃硫酸催化劑催化下120°C反 應(yīng)地，加入六甲基二硅氧烷反應(yīng)封端處理0.化，使用氨氧化鋼水溶液中和，完成制備過程， 反應(yīng)產(chǎn)物官能基團(tuán)無規(guī)分散于分子中。
[0047] 性能對比：
[0048] 將100份實施例1所得產(chǎn)物與等化學(xué)計量比的乙締基Ξ甲氧基硅烷混合，在 Karste化催化劑（用量為0. 01份）80°C反應(yīng)2地，得到接枝偶聯(lián)劑的硅油，標(biāo)記為拒水劑 1〇
[0049] 將100份對比例1所得產(chǎn)物與等化學(xué)計量比的乙締基Ξ甲氧基硅烷混合，在 Karste化催化劑（用量為0. 01份）80攝氏度反應(yīng)2地，得到接枝偶聯(lián)劑的硅油，標(biāo)記為拒 水劑2。
[0050] (1)拒水效果測試
[0051] 用氯仿溶解，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的拒水劑活性液，處理棉布，兩浸兩扎，120°C烘 干2min，160°C定型Imin，放置地后，測試拒水性能（AATCC22-2005)。實施例1得分為90 分，而對比例1得分為70分，差異顯著。
[0052] 用同樣的方式處理混凝±后，實施例1在浸泡24h后水不浸潤，拒水效果顯著，而 對比例1在浸泡24h后浸潤。 陽〇5引 似耐久性測試
[0054]^3%洗衣粉濃度，將上述拒水處理后的棉布于45°(：洗涂15111山后沖洗干凈，烘 干，重復(fù)Ξ次后測試拒水效果，實施例1得分為85分，而對比例1得分為65。 陽0對實施例2
[0056] 將20摩爾份Β2在1摩爾份濃硫酸催化劑催化下60°C反應(yīng)比，再將100摩爾份Α1 加入體系內(nèi)，繼續(xù)反應(yīng)化，加入2摩爾份四甲基二乙締基二硅氧烷反應(yīng)封端處理0.化，使用 氨氧化鋼水溶液中和，完成制備過程，此時反應(yīng)產(chǎn)物中官能基團(tuán)集中于分子的鏈段中部，結(jié) 構(gòu)可表示為：
[0057]
[0058] 其中，町為-扎1?3為邸=邸2，1?4為邸=邸2巧。。=2:5:5，其粘度為500。31。
[0059] 按照實施例1的拒水效果測試方法，經(jīng)接枝偶聯(lián)劑后AATCC22-2005得分95 ;耐久 性測試得分90。 W60] 實施例3
[0061] 將5摩爾份A1在0. 01摩爾份濃硫酸催化劑催化下150°C反應(yīng)比，再將20摩爾份 B2加入體系內(nèi)，繼續(xù)反應(yīng)比，加入催化劑0. 5摩爾份后加入95摩爾份A1繼續(xù)反應(yīng)化，加入 0. 5摩爾份單封端的聚二甲氧基硅烷封頭劑（MDM)處理0.化，使用氨氧化鋼水溶液中和，完 成制備過程，此時反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)可表示為：
[0062]
[0063]其中，Ri和Rz為-H;(a+c):b:x:z= 2.1 :0.53