CN112135861A - Aba结构类型的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物 - Google Patents

Abstract

描述了平衡的三氟甲磺酸酸化的α,ω‑二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷、其制备方法，以及ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷‑聚氧化烯嵌段共聚物及其制备方法，其中ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷‑聚氧化烯嵌段共聚物的制备是通过使三氟甲磺酸酸化的乙酰氧基硅氧烷与聚醚醇任选地在碱的存在下以及任选地在惰性溶剂的存在下反应进行的。

Description

ABA结构类型的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物

本发明涉及平衡的三氟甲磺酸酸化的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷、其生产方法，以及ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，及其生产方法。

根据现有技术，经济上重要的一类SiOC键合的聚醚硅氧烷也被称为硅酮聚醚或硅氧烷-聚醚共聚物，其生产采用了多种方法变体。

经典地，SiOC键是通过具有与硅原子键合的离去基团(例如卤素)的硅氧烷与醇或聚醚醇的反应形成的。后者通常通过单羟基官能的起始剂化合物如丁醇与环氧烷烃的烷氧基化而获得。氯硅氧烷特别被广泛用作该反应类型的起始化合物。然而，由于氯硅氧烷具有极强的反应性，因此它们很难处理。氯硅氧烷的使用还具有另一个缺点：反应过程中形成的氯化氢限制了对耐腐蚀设备的处理，并导致生态问题。另外，在氯硅氧烷和醇/聚醚醇的存在下，可能形成基于毒理学理由而不希望的氯化合物。此外，在氯硅氧烷与醇或聚醚醇的反应中不易实现定量转化，因此必须经常基于硅氧烷组分的SiCl官能团化学计量过量地使用OH官能的组分。实际上，使用过量的聚醚意味着由此制得的硅酮聚醚不可避免地含有相对大量未反应的过量聚醚，这降低了表面活性剂硅酮聚醚的浓度并损害了目标产物的性能。在氯硅氧烷路线中，通常需要使用碱作为HCl清除剂以实现良好的转化率。这些碱的使用导致形成大量的盐，其工业规模上的去除会引起问题。

该方法的一种可能替代包括使醇或聚醚醇与其中氢直接与硅键合的氢硅氧烷反应。在合适的条件下，这里SiOC部分的形成仅导致氢的消除。该脱氢缩合仅在催化剂的存在下进行。US-A-5147965涉及在日本专利公开JP480-19941中描述的方法，该方法包括在碱金属氢氧化物或碱金属醇盐的存在下使氢硅氧烷与醇反应。该方法的缺点是一旦反应完成就需要中和催化剂，并且所产生的盐负荷虽然比氯硅氧烷方法中的盐负荷小，但仍然需要昂贵且不便的过滤去除。EP-A-0475440描述了一种方法，其中氢硅氧烷在有机酸和Pt盐的存在下与醇反应。该反应不可避免地需要使用大量的有机酸(基于醇为0.1至1摩尔)、作为溶剂的甲苯和铂盐。由于最终产物中是不需要甲苯和酸的，因此一旦反应结束就必须转而将它们除去。此外，铂盐不仅价格昂贵，而且从生理角度来看也不是不足为虑的。特别是在化妆品工业领域中，需要的是不含铂的产品。

描述在J.Boyer,R.J.P.Corriu,R.Perz,C.Reye,J.Organomet.Chem.1978,157,153-162中的方法避开了使用重金属。例如，将盐诸如酒石酸钾、邻苯二甲酸钾或甲酸钾用作多相催化剂。然而，该反应需要使用基于SiH单元的等摩尔量的盐，并且仅在约180℃的高温下才成功。苛刻的条件和所需的大量盐都使该方法对工业规模的操作没有吸引力。

专利申请DE10312636和DE10359764使用含硼催化剂用于氢硅氧烷和醇的脱氢缩合。不管这些脱氢方法对于形成SiOC键有多大吸引力，特别在避免液态和/或固态副产物方面，使用昂贵且有毒的催化剂例如三(五氟苯基)硼烷和安全处理合成中所形成的氢气都妨碍该技术的广泛应用。

在这种背景下，要解决的技术问题是使得可以提供ABA结构类型的线性的SiOC键合的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，同时克服上述困难。

现已令人惊奇地发现，通过在碱的存在下以及任选地在惰性溶剂的存在下使平衡的三氟甲磺酸酸化的乙酰氧基硅氧烷与聚醚一元醇反应，成功地实现了从环状硅氧烷、特别是D₄和/或D₅开始提供ABA结构类型的线性的SiOC键合的聚醚硅氧烷，其中平衡的三氟甲磺酸酸化的乙酰氧基硅氧烷尤其可通过环状硅氧烷、特别是D₄和/或D₅优选地在乙酸存在下与乙酸酐的三氟甲磺酸催化反应获得。这构成了本发明主题的一部分。D₄代表八甲基环四硅氧烷。D₅代表十甲基环五硅氧烷。

ABA结构类型的相关的线性SiOC键合的聚醚硅氧烷构成本发明主题的另一部分，并且有利地以特别高的纯度为特征。

在文献中描述了乙酰氧基官能的硅氧烷的途径。

例如，从许多出版物和专利申请中已知在催化剂存在下用乙酸酐非平衡地打开简单的非支链硅氧烷环，以提供短链的链末端带有乙酰氧基的硅氧烷。

Borisov和Sviridova描述了在催化量的氯化铁(III)的存在下，用乙酸酐打开环状二甲基硅氧烷，以得到短链α,ω-乙酰氧基硅氧烷(S.N.Borisov,N.G.Sviridova,J.Organomet.Chem.11(1968),27-33)。Lewis等人在US4066680中关注于短链α,ω-硅氧烷二醇的制备，其中八甲基环四硅氧烷与乙酸酐和乙酸在经酸处理的漂白土上反应，并将由此获得的短链α,ω-乙酰氧基硅氧烷混合物在碱化水中水解。Lewis不仅将溶剂的作用，而且还将助催化剂的作用归因于乙酸，所述乙酸实际上降低了该方法的时空产率，并且占反应混合物的2％至20％。然而，如从该文件的实施例2清楚可见的，根据该教导而作为前体获得的α,ω-乙酰氧基硅氧烷绝不是平衡的，因为整个反应混合物的气相色谱分析显示出基于纯硅氧烷基质为14.20％的D₄的比例，或者在除去以19.04％比例存在于混合物中的乙酸之后17.53％的D4的比例。如果还考虑通常共同考虑的低分子量环D₃(1.55％)、D₅(10.42％)和D₆(0.54)的比例，则环状硅氧烷的含量为30.04％，因此远大于预期平衡的约13重量％的原本常规的平衡比例(在这方面参见WO 95/01983，第1页，第26至33行)。

US3346610同样公开了一种带乙酰氧基的短链硅氧烷的途径，其是基于通过使所述硅氧烷与含乙酰氧基的硅酮化合物反应的金属卤化物诱导的应变环状硅氧烷的乙酰氧基修饰。在此，多种Friedel-Crafts活性金属卤化物充当催化剂，其中氯化锌推荐为优选。US3346610的一个特定目的是在有意避免平衡过程的情况下对应变的二有机硅氧烷环进行乙酰氧基修饰。

因此，现有技术涉及这样的努力：其提供用含酰氧基的反应物打开环状硅氧烷——有时是应变的环状硅氧烷，并且其目的是获得仍然需要通过分馏的分离的限定的线性短链硅氧烷物种。

然而，已经通过该途径合成的限定摩尔质量的纯链乙酰氧基改性的硅氧烷化合物不适合用于有机改性的硅氧烷、特别是聚醚硅氧烷的生产，该有机改性的硅氧烷被用于苛刻的工业应用中，例如用于PU泡沫稳定化中或用于燃料消泡中等。有效解决该使用领域的活性成分始终特征在于包括高摩尔质量、中等摩尔质量和低摩尔质量的宽聚合物分布，因为其中存在的低聚物依据其摩尔质量以及因此其扩散特性，可以非常普遍地归咎于在各自方法的不同时间窗口中具有可区分的表面活性剂任务。

例如，制备支链SiOC键合的硅酮聚醚的更旧的路线还特别利用了在硅氧烷环的存在下的氯硅烷与乙酸的酸催化反应(US4380451)。除了开头提到的氯化学的基本缺点外，这些方法的特征是，用乙酰氧基官能团取代硅键合的氯是不完全的，如从所提出的(同上，第4栏，第1行)硅氧烷中间体化学式所显见的。类似有问题的是EP0000328B1的教导，其描述了通过在酸性平衡催化剂的存在下使氯硅烷或其部分水解物与有机硅氧烷和一元羧酸反应来制备线性和支链平衡的有机聚硅氧烷的方法。关于其中所公开的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的GC分析，据指出(同上，第6页，第30行)在GC的评估中未考虑少量存在的氯硅氧烷。

同样已知酰氧基有机聚硅氧烷、特别是具有末端酰氧基的有机硅氧烷作为后续反应的起始材料。因此，例如可以将二有机硅氧烷中的酰氧基水解，然后可以将水解物脱水，并且使脱水的水解物聚合以形成可流动的二有机聚硅氧烷。这些可流动的聚硅氧烷适合作为用于制备可以被固化以提供有机硅弹性体的粘稠油和橡胶的起始材料。

提供有末端酰氧基的有机硅氧烷可以例如通过使烷基硅氧烷与有机酸和/或其酸酐在作为催化剂的硫酸的存在下反应而获得。在美国专利文件2910496(Bailey等人)中描述了这种方法。尽管该方法原则上也提供具有末端酰氧基的有机硅氧烷，但该方法具有如下缺点：反应产物由不同组成的含酰氧基的硅氧烷和带酰氧基的硅烷的混合物组成。特别地，这方面的教导解释了由M、D和T单元构成的烷基硅氧烷共聚物通过该方法裂解为三甲基酰氧基硅烷、二酰氧基二甲基硅氧烷和甲基三酰氧基硅烷。因此，即使在八甲基环四硅氧烷与乙酸酐和乙酸在136℃至147℃下反应40小时之后以及在中和用作催化剂的硫酸，分离盐并且除去水、残留的乙酸和乙酸后，Bailey也仅获得复杂的物质混合物，且当然不是然后经受分馏的平衡物(参见实施例，同上)。如此获得的馏分II和IV的化学性质仍然不清楚，因此，难以以这种方式获得限定的产物，或以高收率将它们从混合物中分离出来。

引用Bailey等人(US2910496)、DE-OS1545110(A1)(Omietanski等人)教导了一种方法，其中使酰氧基硅氧烷的酰氧基与聚氧化烯羟基聚合物的羟基反应以提供硅氧烷-氧化烯嵌段混合聚合物和羧酸，其中将羧酸从反应混合物中除去。其中描述的无溶剂和无催化剂反应在某些情况下需要相当长的反应时间(长达11.5小时(实施例1))、对产物有害的非常高的反应温度(150℃至160℃(实施例1))，以及在整个反应持续时间内且尽管在苛刻的反应条件下，利用干燥氮气对反应基质施用辅助真空/汽提，在产品阶段也并不总能实现完全转化(实施例9，同上)。

从生产工程的观点来看，高反应温度和长反应时间的组合以及不可预测的产品质量将会危害Omietanski等人所描述的方法。

US3595885教导了一种通过与羧酸和/或羧酸盐和/或羧酸酐反应，由平衡的氯硅氧烷基硫酸盐制备平衡的酰氧基官能化的硅氧烷的方法。该教导指出(第5栏/第72-74行)，当使用纯羧酸和/或羧酸酐时，必预期含有硫酸基团的产品(与Si键合的-SO₄-和/或-OSO₃H)。然而，支持其余羧酸盐路线的实施例也没有证明所获得的酰氧基硅氧烷中不含硫酸，因此，不管怎样将其中所述的物质用作冷固化硅橡胶中的组分的所述目的变得毫无意义，因为这些在锡催化剂的存在下与羟基官能的硅酮反应，以水解硅氧烷基硫酸盐官能团。因此，这种以可疑产品质量为特征的氯路线不适合用于苛刻的应用(在这方面，也参见实施例IV，<0.5％的氯含量)。

此外，对其中的平衡的酰氧基官能化硅氧烷的引用是不适用的。如果例如通过用羧酸盐处理将引入到硅酮支架中的桥连硫酸根基团溶解掉，这将总是提供较短的酰氧基封端的裂解产物，使得所得混合物绝不是真正的平衡物，特别是与起始材料相比。

在本发明的上下文中令人惊奇地发现，可以通过在三氟甲磺酸和优选地在乙酸的存在下使硅氧烷环(特别地包含D₄和/或D₅)与乙酸酐的反应来制备平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷。

因此，也形成本发明的主题的一部分的是一种用于制备三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的方法，其中使用三氟甲磺酸作为催化剂以及优选地使用乙酸，使环状硅氧烷、特别地包含D₄和/或D₅与乙酸酐反应。

在根据本发明的上述方法的上下文中的一个示例性但也是优选的实施方案中，在充分掺混的情况下，用基于总反应质量优选0.1-0.3质量％的三氟甲磺酸处理反应物，然后优选加热至140℃至160℃的温度4至8小时的持续时间。最初略微混浊的反应混合物变为清澈的平衡的三氟甲磺酸酸化的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷。有利地，即使在长时间储存之后，这些产物也可以成功地用于制备本发明的上下文中的ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物。

如本领域技术人员可以理解的，在标准压力条件(1013.25hPa)下和乙酸酐与环状硅氧烷的恒定比率下，不仅所选择的反应温度而且所选择的催化剂(三氟甲磺酸)加入量和所选择的反应时间会影响所获得的乙酰化程度，并且因此还影响在这些条件下建立的平衡的各个位置。因此，在150℃的特别优选的反应温度和0.1质量％的三氟甲磺酸添加下制备的三氟甲磺酸酸化的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷显示出在6小时的反应时间后基于所使用乙酸酐的量为约80val％的非常恒定的乙酰化程度(具有约20val％的游离乙酸酐)。按val计的物质的量对应于按摩尔计的物质的量乘以各自的化学计量价(valence)。乙酸酐的化学计量价为2，因为它是两个乙酰氧基的正式供体。将反应温度升高至160℃以及将三氟甲磺酸添加增加至0.2％进而在6小时的反应时间后产生基于所使用乙酸酐的量为约90val％的非常可再现的乙酰化程度(具有约10val％的游离乙酸酐)。由于三氟甲磺酸代表了重要的成本因素，因此在本发明教导的上下文中可以容易地进行所述参数范围内的优化。

因此，根据本发明的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的可重现工业生产仅需要一些参考实验室实验来确定在上述条件下使用²⁹Si-NMR和在补充基础上使用¹³C-NMR以及¹H-NMR波谱不断建立的平衡的单个位置，并且因此指定最佳生产条件。

在本发明的上下文中还令人惊讶地发现，在根据本发明的方法中额外使用乙酸用于生产三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷允许平衡质量的进一步改善。因此，乙酸的额外使用对应于本发明的非常特别优选的实施方案。它对实现乙酰氧基官能化具有积极作用，并且在这方面允许基于所使用的乙酸酐的收率提高，但是尤其还允许即使在非常短的反应时间之后(例如在4小时之后/实施例11)的优异的平衡结果。

可用作达到平衡的指标的是总环含量，该总环含量通过气相色谱法测定，并定义为基于硅氧烷基质的D₄-、D₅-、D₆-含量之和，并且是在将α,ω-二乙酰氧基聚二甲硅氧烷衍生化为相应α,ω-二异丙氧基聚二甲硅氧烷之后确定。这里，本发明乙酸的使用使得可以容易地低于(undershoot)约13重量％的原本另外的常规平衡比例。因此，当针对线性α,ω-二乙酰氧基聚二甲硅氧烷时可以实现小于13重量％，优选小于12重量％的总环含量的平衡比例时将是根据优选的实施方案。

因此，当在制备三氟甲磺酸-酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的方法中，基于由乙酸酐和环状硅氧烷组成的反应基质，乙酸的加入量为0.4-3.5重量％，优选0.5-3重量％，优选0.8-1.8重量％，特别优选加入量为1.0-1.5重量％时，其是根据本发明的特别优选的实施方案。

也形成本发明主题的一部分的是以下通式的三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷：

其中R＝甲基，

其具有通过²⁹Si-NMR波谱测定的0≤X≤250，优选5≤X≤100，特别优选10≤X≤30的平均链长，

并含有0.1-0.3质量％的三氟甲磺酸，

和基于在α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷中化学键合的乙酸酐当量为5-43val％，优选11-25val％的游离乙酸酐。这些可通过以上所述的方法获得。

根据本发明的这些三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷即使在中等温度下也会经历快速且完全的转化，以提供高纯度的SiOC键合的聚醚硅氧烷。

在本发明的上下文中使用的与ABA结构的、SiOC键合的硅聚醚有关的术语“纯度”特别涉及所实现的不含卤化物并且特别地不含氯化物的程度。

一直希望并且要求不含氯化物，特别是例如在将ABA结构的SiOC键合的硅酮聚醚用作用于清洁磁头的清洁配制物中的表面活性剂组分时。在用信用卡付款会使信用卡沾有皮肤油脂、化妆品、灰尘，或者特别地沾有与磁头或者与芯片读取触点接触的水分(例如汗水)。与多种信用卡一起使用的银行机的广泛使用以及随之而来的污物的积累增加了故障的可能性，直到所使用的信用卡不被接受。如果用清洁液体清洁覆盖有金属氧化物残留物的接触表面，则应不惜一切代价避免应用促进腐蚀的氯离子。

通过其中在碱的存在下以及任选地在惰性溶剂的存在下使三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷与聚醚一元醇反应，而根据本发明的方法可获得的线性ABA-结构的、SiOC键合的聚二甲基硅氧烷/聚氧化烯嵌段共聚物也构成了本发明主题的一部分。

它们具有高的纯度，并且优选地表现出<10ppm的氯化物含量，因此优选特别适合用于上述类型的应用。氯化物含量的测定可以使用建立的方法，通过电位银盐定量或离子色谱法(特别是基于标准ASTM D 7319-07的方法)进行。因为在本教导的上下文中，已知是由无机氯化物的存在以及由有机氯化合物的存在引起腐蚀现象，所以氯化物含量始终应理解为是指可分析确定的总氯含量。

根据本发明已经发现，在碱和任选存在的缩合催化剂如三氯乙酸的存在下进行三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷与聚醚一元醇的快速和完全转化，同时避免了反应产物的变色。三氯乙酸的使用对应于本发明的特别优选的实施方案。

在本发明的优选实施方案中，用于生产ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的方法的特征在于，反应过程中释放的乙酸和体系中可能存在的乙酸被以乙酸盐的形式沉淀并滤出，并在任选蒸馏除去溶剂和任选的末端稳定化之后分离出SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物。

在本发明的另一优选实施方案中，用于生产ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的方法的特征在于，任选地在惰性溶剂的存在下将聚醚一元醇首先用碱进行处理，以及然后与三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷和缩合催化剂混合，

然后任选地使用形成共沸物的溶剂，将释放的乙酸和体系中可能存在的乙酸与该溶剂一起热除去，并通过添加辅助碱中和所获得的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，过滤并任选地进行末端稳定化。

出现变色的可能性还取决于反应混合物所经受的温度，因此产生了根据本发明的方法的几个优选实施方案。

在特别优选的实施方案中，首先在<25℃的温度下在搅拌下向三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷中加入聚醚一元醇，并通过在加热反应混合物之前的接下来引入固体、液体或气体的碱(例如通过引入氨，参见实施例2和通过加入碳酸钠的实施例9)来有效地防止(counter)反应产物的不期望的变色。

该变体避免了使用缩合催化剂如优选地三氯乙酸，因为在反应过程中释放的乙酸例如会以乙酸铵键合。根据本发明，优选测量引入反应体系中的固体、液体或气体碱的量，使得其不仅足以中和体系中存在的三氟甲磺酸，而且足以用于与硅氧烷键合的乙酸盐基团的盐沉淀以及反应体系中仍然存在的乙酸酐和任何游离乙酸的沉淀。根据本发明，反应在20℃至70℃之间的温度下进行优选1-3小时的时间。

在根据本发明的优选的另一实施方案中，即使在添加三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷之前，也在开始时在搅拌下将碱分别加入提供用于键合的聚醚醇或聚醚醇混合物中(特别地参见实施例3和4)。然后添加缩合催化剂如三氯乙酸或甲磺酸(参考实施例8)确保反应物的快速转化。该反应优选在50℃至90℃之间的温度下和优选2至6小时的持续时间内进行。

与优选地以显着提高的量使用优选固体和/或气体碱(在这方面参见示例性实施方案2和9，以氨或各自以碳酸钠作为碱)以沉淀三氟甲磺酸盐和乙酸盐两者的情况相反，优选地对根据本发明所用的优选液态碱的量进行测量，使得其对应于在α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷中存在的三氟甲磺酸的至少2-3倍化学计量当量(参见实施例3和4)。这对应于本发明的特别优的实施方式。

考虑到碱金属/碱土金属碳酸盐和/或碳酸氢盐在反应体系中的溶解性较差，优选地选择其相对较高的过量，这优选地相当于α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷中存在的三氟甲磺酸的化学计量当量的至少2000倍(参见实施例6)。这对应于本发明的特别优选的实施方式。

根据本发明，将要使用的优选的简单碱是例如碱金属和/或碱土金属的碳酸盐和/或碳酸氢盐和/或气态氨和/或胺。考虑到已知的乙酰氧基硅氧烷的缩合倾向，非常特别优选的碱由于其化学组成而不会将任何水引入反应体系中。因此，无水碳酸盐优于碳酸氢盐，并且不含水合水的碱优于含水合水的碱。

避免聚醚硅氧烷中不期望的变色是非常具有挑战性的，特别是在反应物体系的情况下，该反应物体系产生SiOC键合的、ABA结构的聚醚硅氧烷，且包含聚醚组分中的不饱和部分(例如烯丙氧基端基)。这些特定的聚醚硅氧烷在某些情况下具有出色的颜料亲和力，其在涂料和清漆配方中作为添加剂极为重要。

如通过比较实验(实施例5以及7)所证明的，三氟甲磺酸酸化的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的非发明性的进一步处理可产生极其深褐色的产物。

此外令人惊讶地发现，根据本发明制备的聚醚硅氧烷具有优异的储存稳定性。作为评估根据本发明教导制备的SiOC键合的聚醚硅氧烷的储存稳定性的标准，粘度是通过在恒定的储存温度下随时间变化而取样来监测的，因为任何可能的降解和/或生长过程都会敏感地体现在粘度中。

根据本发明的以下变体优选使用缩合催化剂：该变体不依赖于沉淀出反应体系中存在的乙酸盐等同物，而是利用连续除去、特别是连续热除去释放的乙酸，优选地以共沸混合物的形式。能够催化乙酰氧基硅氧烷与聚醚一元醇的反应的化合物尤其包括任何布朗斯台德酸，优选简单的无机酸和甲磺酸(参见实施例8)、磷酸、膦酸和/或酸式盐类化合物诸如三氟甲磺酸盐，特别是三氟甲磺酸铋，和/或任何路易斯酸式化合物诸如锡和有机锡化合物、钛酸酯、四烷氧基钛酸酯、乙酰丙酮酸锌、乙酸锌和三(五氟苯基)硼烷。非常特别优选使用的缩合催化剂是三氯乙酸。缩合催化剂、特别是三氯乙酸的这种使用对应于本发明的特别优选的实施方案。

如果所用的碱的量是根据衍生自如上所述的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的三氟甲磺酸当量来测量的，则根据本发明特别优选地使用的三氯乙酸的量为基于提供用于SiOC-键形成反应的反应物(α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷加聚醚一元醇)的总量。

根据本发明，在优选实施方案的上下文中将要使用的三氯乙酸的量基于提供用于SiOC-键形成反应的反应物(α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷加聚醚一元醇)的总量优选为0.1-0.7质量％，优选为0.2-0.5质量％。

同样形成本发明主题的一部分和其进一步优选实施方案的是，通过在碱的存在下以及任选地在惰性溶剂中在搅拌的情况下使三氟甲磺酸酸化的带乙酰氧基的直链硅氧烷与聚醚醇一起反应，然后在蒸馏除去所形成的乙酸和所使用的残留乙酸酐的情况下任选地与所用溶剂的级分一起反应，来用聚醚氧基进行与直链硅氧烷键合的乙酰氧基的无盐取代。这对应于本发明的用于通过与聚醚醇的反应来替换硅氧烷键合的乙酰氧基的优选实施方案(也参见实施例3和4)。

这里优选的是这样的溶剂，其在目标取代反应(用聚醚氧基替换乙酰氧基)的情况下呈惰性，并且以优选的方式与所形成的乙酸一起形成可热分离的共沸物。这对应于本发明的进一步优选的实施方案，其中优选的是使用芳族，优选烷基芳族的溶剂。

在与乙酸形成二元共沸物的溶剂中，非常特别优选的是甲苯。因此，甲苯的使用对应于本发明的优选实施方案。甲苯和乙酸的沸点分别为110.6℃和118.5℃，二元共沸物的沸点为105.4℃。共沸物具有72重量％的甲苯和28重量％的乙酸的组成(来源：《Handbookof Chemistry and Physics(化学和物理手册)》，第58版，第D2页，CRC-Press(1977-1978)，West Palm Beach)。

伴随着共沸物形成的乙酸的连续热去除确保了用聚醚氧基完全替换与硅氧烷支架键合的乙酰氧基官能团，因此对应于本发明的特别优选的实施方案。

这里还非常特别优选的是辅助真空的施加，因为这使所形成的SiOC键合的线性聚醚硅氧烷上的热应力最小化(参见实施例3和4)。这对应于本发明的进一步优选的实施方案。

然而，还令人惊讶地发现，定量地非常快速地(在3小时内)并且在非常适中的温度下(T＝70℃)实现了三氟甲磺酸酸化的直链含乙酰氧基的硅氧烷无溶剂地转化为线性的SiOC键合的聚醚硅氧烷(参见实施例4)。

当通过与聚醚一元醇的反应无溶剂地进行硅氧烷键合的乙酰氧基的替换时，这因此代表了本发明的进一步优选的实施方案。

为了引入乙酰氧基，优选以基于反应批料的总质量为0.1-0.3重量百分数(重量％)的浓度使用三氟甲磺酸。这对应于本发明特别优选的实施方案。

在不依赖于氨的方法变体中，在使用溶剂的情况和无溶剂的情况下，在蒸馏除去所形成的乙酸之后，接下来可以任选地是优选通过添加辅助碱如例如碳酸钠和随后的过滤来完全除去残留在所有痕量残留酸的蒸馏底物(bottom)中的SiOC键合的聚醚硅氧烷(参见实施例3、4和6)。这对应于本发明的进一步优选的实施方案。

为了确保提高的储存稳定性，可以将根据本发明的方法制备的线性聚醚硅氧烷另外与少量有机胺如N-甲基吗啉混合(参见实施例2、4和6)。这对应于本发明的优选的实施方案。

在根据本发明的方法的最后步骤中，通过三氟甲磺酸酸化的乙酰氧基硅氧烷与聚醚一元醇的反应来进行乙酰氧基的替换。

根据本发明可使用的聚醚一元醇优选是式(I)的那些

A[-O-(CH₂-CHR’-O-)_m(CH₂-CH₂-O-)_n-(CH₂-CH(CH₃)-O-)o-Z]_a (I)

其中

A是包含至少一个碳原子的饱和或不饱和有机基团，优选用于制备所述化合物的有机起始化合物的包含至少一个碳原子的有机基团，特别优选具有1-18个碳原子的直链或支链的饱和或不饱和烃基，优选甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基或烯丙基，

R’在每次出现时独立地为包含2-18个碳原子的饱和烷基或芳族基团，优选分别为乙基或苯基，

Z为氢

m等于0至50，优选0至30，特别优选0至20，

n等于0至250，优选3至220，特别优选5至200，

o等于0至250，优选3至220，特别优选5至200，

a为1，

条件是m、n和o的总和不小于1。这对应于本发明的优选实施方案。

优选使用仅包含氢原子、氧原子和碳原子的式(I)化合物。

在此列举的指数值和所规定指数的数值范围可以理解为表示存在的实际结构和/或其混合物的可能统计分布的平均值(重量平均值)。这同样适用于本身完全如此复制的结构式，例如式(I)。

标记为m、n和o的单元可以统计地混合，或者可以在链中形成嵌段排列。统计分布可以具有带有任何数量的嵌段和任何序列的嵌段结构，或者服从随机分布；它们也可以具有交替结构，或者沿着链形成梯度；特别地，它们还可以形成其任何混合形式，其中不同分布的基团可以任选地彼此跟随。具体的实施方案可能由于该实施方案而导致对统计分布的限制。不受所述限制影响的所有区域的统计分布都没有变化。

在本发明的上下文中，基团A优选应理解为是指形成待制备的式(I)化合物的起点的物质的基团，该式(I)的化合物是通过环氧烷烃的加成而获得。起始化合物优选选自醇、聚醚醇和酚。优选用作含基团A的起始化合物的是一价聚醚醇和/或一价醇或其任何所需的混合物。

在烷氧基化反应中优选使用的单体是环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和/或氧化苯乙烯，以及这些环氧化物的任何所需的混合物。不同的单体可以纯形式或以混合物形式使用。随着时间的流逝，还可以将另外的环氧化物连续计量加入已经存在于反应混合物中的环氧化物中，从而引起连续添加的环氧化物的增加的浓度梯度。因此，所形成的聚氧化烯在最终产物中服从统计分布，限制条件则可通过计量加入来确定。在将另外的环氧化物连续添加到已经存在于反应混合物中的环氧化物的情况下，然后可以预期沿着链的长度的结构梯度。计量加料和产品结构之间的相关性是本领域技术人员已知的。

优选在根据本发明的方法中使用重均摩尔质量为76-10000g/mol，优选为100-8000g/mol，特别优选为200-6000g/mol的式(I)的化合物。

可以使用的式(I)的化合物优选是衍生自式(II)化合物的化合物：

A[-OH]a (II)

其中基团A衍生自选自以下的化合物：单价单体的、低聚的和聚合的醇、酚、碳水化合物和碳水化合物衍生物，其中特别优选使用以下这样的化合物，其中基团A衍生自来自下组中的一种或多种醇：丁醇、1-己烯醇、辛醇、十二烷醇、硬脂醇、乙烯基氧基丁醇、2-乙基己醇、环己醇、苄醇、烯丙醇、乙烯醇，或衍生自基于天然产物的单价含羟基化合物。

特别优选使用在101 325Pa的压力和23℃的温度下为液体的化合物。

根据本发明可用作聚醚醇的式(I)的化合物及其制备方法描述于例如EP0075703、US3775452和EP1031603中。合适的方法利用例如碱性催化剂，如碱金属氢氧化物和碱金属甲醇盐。KOH的使用特别广泛，并且已经知道很多年了。这种方法典型地包括使通常为低分子量、即分子量低于200g/mol的羟基官能的起始剂如丁醇、烯丙醇、丙二醇与环氧烷烃如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或不同环氧烷烃的混合物在碱性催化剂的存在下反应，以得到聚氧化烯聚醚。在这种所谓的活性聚合中的强碱性反应条件促进了各种副反应。式(II)的化合物也可以通过双金属氰化物催化制备。通过双金属氰化物催化制备的聚醚通常具有小于或等于0.02毫当量/克聚醚化合物(meq/g)，优选小于或等于0.015meq/g，特别优选小于或等于0.01meq/g(测试方法ASTM D2849-69)的特别低含量的不饱和端基，含有明显更少的一元醇，并通常具有小于1.5的低的多分散度。多分散度(PD)可以通过本领域技术人员本身已知的方法，通过用凝胶渗透色谱法(GPC)测定数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)来测定。多分散度定义为PD＝Mw/Mn。例如在US-A5158922和EP-A0654302中描述了这种聚醚的生产。

无论生产路线如何，优选地具有1.0至1.5的多分散度Mw/Mn、优选具有1.0至1.3的多分散度的式(I)化合物是优选适合的。

取决于环氧烷烃末端，根据本发明使用的聚醚一元醇可以具有伯或仲的OH官能团。就随后实现的所获得SiOC键合的聚醚硅氧烷的耐水解性方面而言，在本发明教导的上下文中优选的是使用包含仲醇官能团的聚醚一元醇。

通过与聚醚一元醇反应以提供SiOC键合的线性聚醚硅氧烷，键合至α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷乙酰氧基的本发明的替换可以在溶剂的存在下或优选在没有溶剂下进行：通过将反应物在搅拌下在20℃至90℃的反应温度下，优选在30℃至80℃的反应温度下均匀混合(intimate mixing)。这对应于本发明的优选实施方案。

优选地测量反应物的摩尔比，使得使用至少1摩尔的聚醚键合的OH官能团/摩尔的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的乙酰氧基，优选1-2摩尔的聚醚键合的OH官能团，特别优选1.1至1.6摩尔的聚醚键合的OH官能团，优选1.1至1.4摩尔的聚醚键合的OH官能团/摩尔的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的乙酰氧基。这对应于本发明的优选实施方案。

在多种表面活性应用中使用的SiOC键合的支链聚醚硅氧烷通常具有以下特征：它们包含不同组成和/或分子量的聚醚基团。因此，使含乙酰氧基的平衡的直链硅氧烷与不同聚醚醇的混合物反应对应于根据本发明的方法的优选实施方案。本领域技术人员熟悉所使用的聚醚醇有时不同的反应特性，因此出于达到特定表面活性的目的，对聚醚醇混合物进行了许多指导性的手动测试，然后将这些如此获得的产品各自进行性能评估，以获得最佳结果。

根据本发明，优选在30分钟至8小时的过程中进行通过与聚醚醇的反应的乙酰氧基的替换。这对应于本发明的优选实施方案。

同样形成本发明的主题的一部分的是通过如上所述的根据本发明的方法制备的该制备物作为非腐蚀性清洁溶液中的表面活性剂添加剂，作为消泡剂，作为泡沫稳定剂、湿润剂、涂料和流动添加剂以及作为破乳剂的用途。

实施例

以下实施例的提供仅是为了向本领域技术人员阐明本发明，而丝毫不对所要求保护的主题构成任何限制。本发明水含量的测定原则上是根据DIN 51777、DGF E-III 10和DGF C-III 13a通过卡尔-费休方法进行的。在所有实施例中，将²⁹Si-NMR波谱用于反应监测。

在本发明的上下文中，在装配有间隙宽度为10mm的287430样品头的BrukerAvance III波谱仪中以79.49MHz的测量频率分析²⁹Si NMR样品，该样品在22℃下溶于CDCl₃中，并与四甲基硅烷(TMS)外标[δ(²⁹Si)＝0.0ppm]对照。

使用SECcurity² GPC系统1260(PSS Polymer Standards Service GmbH)，在30℃的温度下，将THF用作流动相，在长度为65cm，ID 0.80的SDV 1000/10000A柱组合上记录GPC(凝胶渗透色谱)。

使用氢气作为载气，并且应用以下参数将气相色谱图记录在装配有尺寸为30m x0.32mm ID x 0.25μm dF的HP-1色谱柱(Agilent Technologies No.19091Z-413E)的Agilent Technologies GC 7890B GC仪器上：

检测器：FID；310℃

喷射器：分流；290℃

模式：恒定流速，2ml/min

温度程序：以8℃/min从60℃升温至150℃，以40℃/min从150℃升温至300℃，保持10分钟。

可用作达到平衡的指标的是总环含量，该总环含量是通过气相色谱法测定并定义为基于硅氧烷基质的D4-、D5-、D6-含量之和，并且在α,ω-二乙酰氧基聚二甲硅氧烷衍生化为相应α,ω-二异丙氧基聚二甲硅氧烷之后确定。有意地选择用以得到α,ω-二异丙氧基聚二甲硅氧烷的衍生化以防止α,ω-二乙酰氧基聚二甲硅氧烷的热诱导的逆裂解反应，该反应可以在气相色谱法的分析条件下进行(关于逆裂解反应，特别请参见J.Pola等人的Collect.Czech.Chem.Commun.1974,39(5),1169-1176以及W.Simmler,Houben-Weyl,Methods of Organic Chemistry，第VI/2卷第4版，O-Metal Derivates of OrganicHydroxy Compounds第162页及以下))。

用于测定按ppm范围计的总氯化物含量的银量滴定法是使用配备有组合的银/金属电极(例如Metrohm零件号6.0418.100)的Metrohm Titroprocessor 736/751，使用硝酸银溶液c(AgNO₃)＝0.01mol/l(例如Fluka Fixanal零件号38310)进行的。

所用的聚醚一元醇具有约0.2质量％的水含量，并且无需进一步预干燥即可使用。所用的甲苯具有约0.03质量％的水含量，且同样无需进一步预干燥即可使用。

为了确保特别是在生产后勤方面重要的储存稳定性，除非在相关合成实施例中另外明确说明，否则将根据本发明制备的乙酰氧基硅氧烷在使它们与聚醚醇反应以得到相应的SiOC键合的、线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物/相应的α,ω-二异丙氧基聚二甲基硅氧烷之前，最初在23℃的储存温度下在玻璃瓶中储存3周的时间。

实施例1(本发明)

乙酰氧基封端的线性聚二甲基硅氧烷的制备

在装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的500ml四颈烧瓶中，最初在搅拌下加入19.3g(0.189摩尔)乙酸酐以及183.2g(0.494摩尔)十甲基环五硅氧烷(D₅)，与0.2g(0.12ml)三氟甲磺酸(基于总批料为0.1质量％)混合，并迅速加热至150℃。在持续搅拌下，将最初略微混浊的反应混合物在该温度下保持6小时。

将该批料冷却后，分离出无色清澈的流动液体，其²⁹Si-NMR谱图证明基于所用的乙酸酐，收率为约80％的Si-乙酰氧基的存在，这对应于平均总链长为约16的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷。电位银盐定量证实2ppm的总氯化物含量。

实施例2(本发明)

在甲苯中以氨作为辅助碱的ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的制备

开始时在搅拌下将96.0g的丁醇起始的含聚亚丙基氧的聚醚醇和126ml甲苯添加到装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的500ml四颈烧瓶中，该聚醚醇具有1935g/mol的平均摩尔质量(根据OH值测定)。加入30.0g实施例1中制备的乙酰氧基封端的线性硅氧烷。在23℃下搅拌仅5分钟后，反应基质澄清。使用进料管在持续搅拌下在45分钟内将氨气以中等流速引入反应基质中，直到在潮湿的通用试纸上进行的斑点试验表明明显发生了碱性反应。

再经过45分钟，引入减少的氨流，并将反应混合物加热至50℃。终止气体引入，并在使用褶皱型过滤器将其中存在的盐与液体分离之前，将批料冷却至23℃。在70℃的浴温和＜1毫巴的施加辅助真空下，在旋转蒸发仪上除去由此获得的澄清滤液中的挥发物。

分离具有确认了目标结构的29^Si-NMR谱图的无色清澈的ABA结构的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物。然后将所述聚醚硅氧烷与0.2％的N-甲基吗啉混合以用于末端稳定化。随附的GPC指示M_w＝6056Da，多分散度M_w/M_n＝1.19。电位银盐定量证实总氯含量为2ppm。

实施例3(本发明)

在甲苯中的ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的制备

开始时在搅拌下将50.1g的丁醇起始的含100％聚亚丙基氧的聚醚醇和65ml甲苯添加到装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的250ml四颈烧瓶中，该聚醚醇具有1935g/mol的平均摩尔质量(根据OH值测定)。然后添加0.03g三异丙醇胺(基于乙酰氧基硅烷中存在的三氟甲磺酸为56val％过量)。再加入15.0g实施例1中制备的乙酰氧基封端的线性硅氧烷。然后将反应基质与0.13g三氯乙酸混合。在进一步搅拌下将反应批料加热至70℃，并将该反应温度保持4小时。

用蒸馏桥替代回流冷却器，并且在所施加的<1毫巴的辅助真空下，将挥发物在70℃下蒸馏掉。

终止真空后，将温热的蒸馏底物与0.13g的碳酸钠Na₂CO₃混合，并将该批料在70℃下搅拌另外2小时。冷却至23℃后，使用压滤机(Seitz K 300滤板)除去固体。

然后将无色清澈的聚醚硅氧烷与0.2％N-甲基吗啉混合，以用于末端稳定化。随附的29^Si-NMR谱图证实了目标结构。随附的GPC表明M_w＝5581Da，多分散度M_w/M_n＝1.22。电位银盐定量证实总氯含量为2ppm。

实施例4(本发明)

ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的制备(无溶剂)

开始时将80.0g的丁醇起始的含100％聚亚丙基氧的聚醚醇添加到装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的250ml四颈烧瓶中，该聚醚醇具有1935g/mol的平均摩尔质量(根据OH值测定)。然后添加0.05g三异丙醇胺(基于乙酰氧基硅烷中存在的三氟甲磺酸为56val％过量)。再加入25.0g实施例1中制备的乙酰氧基封端的线性硅氧烷。然后将反应基质与0.21g三氯乙酸混合。在进一步搅拌下将反应批料加热至70℃，并将该反应温度保持3小时。

用蒸馏桥替代回流冷却器，并且在施加的<1毫巴的辅助真空下，将挥发物在70℃下蒸馏掉。

终止真空后，将温热的蒸馏底物与0.21g的碳酸钠Na₂CO₃混合，并将该批料在70℃下搅拌另外2小时。冷却至23℃后，使用压滤机(Seitz K 300滤板)除去固体。

然后将无色清澈的聚醚硅氧烷与0.2％的N-甲基吗啉混合，以用于末端稳定化。随附的29^Si-NMR谱图证实了目标结构。随附的GPC表明M_w＝5664Da，多分散度M_w/M_n＝1.22。电位银盐定量证实总氯含量为2ppm。

实施例5(非本发明)

具有烯丙氧基末端的ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的制备(无溶剂)

开始时在搅拌下将104.0g的烯丙醇起始的含聚亚丙基氧(聚亚乙基氧)的聚醚醇添加到装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的500ml四颈烧瓶中，该聚醚醇包含80％的环氧丙烷并具有757g/mol的平均摩尔质量(根据OH值测定)。然后加入80.0g根据实施例1制备的乙酰氧基封端的线性硅氧烷。在进一步搅拌下将反应批料加热至70℃，并将该反应温度保持3小时。在加热阶段，该批料已经呈现出明显的棕色/黑色的变色。

用蒸馏桥替代回流冷却器，并且在所施加的<1毫巴的辅助真空下，将挥发物在70℃下蒸馏掉。

终止真空后，将温热的蒸馏底物与3.68g的碳酸钠Na₂CO₃混合，并将该批料在70℃下搅拌另外2小时。冷却至23℃后，使用压滤机(Seitz K 300滤板)除去固体。

获得极其深棕色的清澈聚醚硅氧烷，其伴随的²⁹Si-NMR谱图证实获得了目标结构。

实施例6(本发明)

在甲苯中的ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的制备

开始时在搅拌下将67.2g的丁醇起始的含100％聚亚丙基氧的聚醚醇和200ml甲苯添加到装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的500ml四颈烧瓶中，该聚醚醇具有1935g/mol的平均摩尔质量(根据OH值测定)。然后添加0.5g碳酸氢钠NaHCO₃(基于乙酰氧基硅烷中存在的三氟甲磺酸为3470val％过量)。再加入25.0g实施例1中制备的乙酰氧基封端的线性硅氧烷。然后将反应基质与0.18g三氯乙酸混合。在进一步搅拌下将反应批料加热至70℃，并将该反应温度保持4小时。

用蒸馏桥替代回流冷却器，并且在所施加的<1毫巴的辅助真空下，将挥发物在70℃下蒸馏掉。

终止真空后，将温热的蒸馏底物与0.13g碳酸钠Na₂CO₃混合，并将该批料在70℃下搅拌另外2小时。冷却至23℃后，使用压滤机(Seitz K 300滤板)除去固体。

然后将无色清澈的聚醚硅氧烷与0.2％的N-甲基吗啉混合，以用于末端稳定化。随附的29^Si-NMR谱图证实了目标结构。电位银盐定量证实总氯含量为2ppm。

实施例7(非本发明)

ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的制备

开始时在搅拌下将387.91g丁醇起始的含100％聚亚丙基氧的聚醚醇添加到装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的500ml四颈烧瓶中，该聚醚醇具有1935g/mol的平均摩尔质量(根据OH值测定)。然后添加1.0g的甲磺酸。再加入112.10g根据实施例1制备的乙酰氧基封端的线性硅氧烷(N＝16)。在进一步搅拌下将反应批料加热至70℃，并保持该反应温度3小时。反应后加入10.0g无水Na₂CO₃以中和体系中存在的酸和用于盐沉淀，并将混合物再搅拌3小时。在通过褶皱型过滤器过滤后，在70℃和1毫巴的压力下从产物中除去挥发物3小时，然后终止辅助真空，并搅拌进0.82g的4-甲基吗啉以用于末端稳定化。由此获得的深褐色聚醚硅氧烷在25℃下用Haake流变仪550测得的粘度为229mPa*s。随附的29^Si-NMR谱图证实了目标结构。

实施例8(本发明)

ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的制备

首先在搅拌下将387.91g平均摩尔质量1935g/mol(根据OH值确定)的丁醇起始的含100％聚亚丙基氧的聚醚醇与0.45g乙酸钠一起加入装备有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的500ml四颈烧瓶中。然后加入112.10g根据实施例1制备的乙酰氧基封端的线性硅氧烷(N＝16)。再加入1.0克甲磺酸。在进一步搅拌下将反应批料加热至70℃，并将该反应温度保持3小时。加入10.0克无水Na₂CO₃，并将混合物再搅拌3小时。在通过褶皱型过滤器过滤后，在70℃和1毫巴的压力下从产物中除去挥发物3小时，然后终止辅助真空，并搅拌进0.82g的4-甲基吗啉以用于末端稳定化。由此获得的浅黄色聚醚硅氧烷在25℃下用Haake流变仪550测得的粘度为234mPa*s。随附的29^Si-NMR谱图证实了完全转化以及目标结构。

实施例9(本发明)

以碳酸钠作为辅助碱的ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的制备

首先在搅拌下将96.0g平均摩尔质量为1935g/mol(根据OH值确定)的丁醇起始的含聚亚丙基氧的聚醚醇加入装备有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的500ml四颈烧瓶中。然后加入3.2g(基于反应物的总质量为2.5质量％)碳酸钠Na₂CO₃。再加入30.0g实施例1中制备的乙酰氧基封端的线性硅氧烷，将反应批料先在23℃下搅拌30分钟，然后将其加热至70℃2.5小时。在冷却至25℃后，使用褶皱型过滤器除去盐。在70℃的浴温和＜1毫巴的施加辅助真空下，在旋转蒸发仪上除去由此获得的澄清滤液中的挥发物。

分离具有确认了目标结构的29^Si-NMR谱图的无色清澈的ABA结构的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物。然后将该聚醚硅氧烷与0.2％的N-甲基吗啉混合以进行末端稳定化。随附的GPC指示M_w＝6126Da，多分散度M_w/M_n＝1.21。电位银盐定量证实总氯含量为2ppm。

实施例10(本发明)

乙酰氧基封端的线性聚二甲基硅氧烷的制备

在装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的1000ml四颈烧瓶中，最初在搅拌下加入77.3g(0.757摩尔)乙酸酐以及732.8g(1.98摩尔)十甲基环五硅氧烷(D₅)和12.2g的乙酸(基于反应物的总质量为1.5重量％)，与1.62g(0.88ml)三氟甲磺酸(基于总批料为0.2质量％)混合，并迅速加热至150℃。在持续搅拌下，将最初略微混浊的反应混合物在该温度下保持6小时。

将该批料冷却后，分离出无色清澈的流动液体，其²⁹Si-NMR谱图证明基于所用的乙酸酐，存在收率为约93％的Si-乙酰氧基，这对应于平均总链长为约14的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷。

α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷转化为相应的α,ω-二异丙氧基聚二甲基硅氧 烷以用于分析表征

在合成后，立即在装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的250ml四颈圆底烧瓶中，在22℃下通过搅拌将50.0g这种三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷与11.3g经分子筛干燥的异丙醇混合在一起。然后将气态氨(NH₃)引入反应混合物中直至碱性反应(潮湿的通用试纸)，再在该温度下将所述混合物搅拌另外45分钟。使用褶皱型过滤器分离沉淀的盐。

分离出无色清澈的液体，其伴随的²⁹Si-NMR谱图证明了α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷向α,ω-二异丙氧基聚二甲基硅氧烷的定量转化。

取出等分的该α,ω-二异丙氧基聚二甲基硅氧烷并通过气相色谱法进行分析。气相色谱图显示处以下含量(以质量百分比报告)：

D<sub>4</sub>	D<sub>5</sub>	D<sub>6</sub>	总计(D<sub>4</sub>–D<sub>6</sub>)	异丙醇含量
					4.94％	4.04％	1.07％	10.06％	11.00％

考虑到异丙醇过量，硅氧烷环(D₄、D₅和D₆)的含量仅基于硅氧烷部分来计算。

实施例11(本发明)

乙酰氧基封端的线性聚二甲基硅氧烷的制备

在装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的1000ml四颈烧瓶中，最初在搅拌下加入77.3g(0.757摩尔)乙酸酐以及732.8g(1.98摩尔)十甲基环五硅氧烷(D₅)和24.3g的乙酸(基于反应物的总质量为3.0重量％)，与1.62g(0.88ml)三氟甲磺酸(基于总批料为0.2质量％)混合，并迅速加热至150℃。在持续搅拌下，将最初略微混浊的反应混合物在该温度下保持4小时。

将该批料冷却后，分离出无色清澈的流动液体，其²⁹Si-NMR谱图证明基于所用的乙酸酐，存在收率为约93％的Si-乙酰氧基，这对应于平均总链长为约14的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷。

α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷转化为相应的α,ω-二异丙氧基聚二甲基硅氧 烷用于分析表征

在合成后立即在装配有KPG搅拌器、内部温度计和回流冷却器的250ml四颈圆底烧瓶中，在22℃下通过搅拌将50.0g的此三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷与11.3g经分子筛干燥的异丙醇混合在一起。然后将气态氨(NH₃)引入反应混合物中直至碱性反应(潮湿的通用试纸)，再在该温度下将该混合物搅拌另外45分钟。使用褶皱型过滤器分离沉淀的盐。

分离出无色清澈的液体，其伴随的²⁹Si-NMR谱图证明了α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷向α,ω-二异丙氧基聚二甲基硅氧烷的定量转化。

取出等分的该α,ω-二异丙氧基聚二甲基硅氧烷并通过气相色谱法进行分析。气相色谱图显示以下含量(以质量百分比报告)：

D<sub>4</sub>	D<sub>5</sub>	D<sub>6</sub>	总计(D<sub>4</sub>–D<sub>6</sub>)	异丙醇含量
					4.09％	2.62％	0.86％	7.57％	4.60％

考虑到异丙醇过量，硅氧烷环(D₄、D₅和D₆)的含量仅基于硅氧烷部分来计算。

Claims (17)

1.一种用于制备三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的方法，其特征在于，使用三氟甲磺酸作为催化剂并且优选在添加乙酸的情况下，使环状硅氧烷特别是包含D₄和/或D₅的环状硅氧烷与乙酸酐反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于由乙酸酐和环状硅氧烷组成的反应基质，所述三氟甲磺酸的用量为0.1-0.3质量％。

3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述反应在140℃至160℃的温度范围内和4小时至8小时的时段内进行。

4.根据权利要求1至3中至少一项所述的方法，其特征在于，基于由乙酸酐和环状硅氧烷组成的反应基质，乙酸的加入量为0.4-3.5重量％，优选0.5-3重量％，优选0.8-1.8重量％，特别优选加入量为1.0-1.5重量％。

5.以下通式的三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷：

其中R＝甲基，

其具有通过²⁹Si-NMR波谱测定的0≤X≤250，优选5≤X≤100，特别优选10≤X≤30的平均链长，并含有0.1-0.3质量％的三氟甲磺酸，以及基于在所述α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷中化学键合的乙酸酐当量为5-43val％，优选11-25val％的游离乙酸酐。

6.根据权利要求5所述的三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷，其特征在于，它们具有通过²⁹Si-NMR波谱测定的10<X<30，特别是10<X<20的平均链长。

7.根据权利要求5或6所述的三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷，其能够根据权利要求1-4获得。

8.制备ABA结构类型的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物的方法，其特征在于，在碱的存在下以及任选地在惰性溶剂的存在下，使三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷，优选根据权利要求5至7中任一项所述的三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷与聚醚一元醇反应。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在反应期间释放的乙酸和所述体系中可能存在的乙酸被以乙酸盐的形式沉淀并过滤掉，并且在任选地蒸馏除去溶剂和任选末端稳定化之后，分离SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，任选地在惰性溶剂存在下首先用碱处理所述聚醚一元醇，然后将其与三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷，优选根据权利要求4至7中任一项所述的三氟甲磺酸酸化的、平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷以及缩合催化剂混合，

然后任选地使用形成共沸物的溶剂，将释放的乙酸和体系中可能存在的乙酸与所述溶剂一起热除去，并通过添加辅助碱中和所获得的SiOC键合的线性聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，将其过滤并任选进行末端稳定化。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其中优选在温度T<30℃下被引入反应体系中的所用固体、液体或气体碱的量至少为使得其不仅足以中和体系中存在的三氟甲磺酸，而且足以用于键合至α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的乙酸盐基团的盐沉淀以及反应体系中仍然存在的乙酸酐和任何游离乙酸的沉淀。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中通过与聚醚一元醇反应以提供SiOC键合的线性聚醚硅氧烷，键合至α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的乙酰氧基的替换在溶剂的存在下或优选在没有溶剂下进行，通过将反应物在搅拌下在20℃至90℃的反应温度下，优选在30℃至80℃的反应温度下均匀混合而进行。

13.根据权利要求10或12所述的方法，其中优选对用于处理聚醚一元醇的碱的量进行测量，使得其对应于α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷中存在的三氟甲磺酸的至少化学计量当量，优选至少2倍至3倍的化学计量当量。

14.根据权利要求10、12或13所述的方法，其中用于使平衡的α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷与聚醚一元醇反应的所使用的缩合催化剂是布朗斯台德酸，优选简单的无机酸和甲磺酸、磷酸、膦酸和/或酸式盐类化合物，诸如三氟甲磺酸盐，特别是三氟甲磺酸铋，和/或任何路易斯酸式化合物，如锡和有机锡化合物、钛酸酯、四烷氧基钛酸酯、乙酰丙酮酸锌、乙酸锌和三(五氟苯基)硼烷，并且非常特别优选三氯乙酸。

15.根据权利要求8-14中任一项所述的方法，其特征在于，所用的溶剂为芳族溶剂，优选为烷基芳族溶剂，优选为与乙酸形成热可分离的共沸物的那些溶剂，并且非常特别优选甲苯。

16.根据权利要求8-15中任一项所述的方法，其中优选地测量所述反应物的摩尔比，使得使用至少1摩尔的聚醚键合的OH官能团/摩尔的所述α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的乙酰氧基，优选1-2摩尔的聚醚键合的OH官能团，特别优选1.1-1.6摩尔的聚醚键合的OH官能团，优选1.1-1.4摩尔的聚醚键合的OH官能团/摩尔的所述α,ω-二乙酰氧基聚二甲基硅氧烷的乙酰氧基。

17.能够根据权利要求8-16中任一项所述的方法获得的ABA结构类型的线性的SiOC键合的聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，及其作为非腐蚀性清洁溶液中的表面活性剂添加剂、作为消泡剂、作为泡沫稳定剂、湿润剂、涂料和流动添加剂以及作为破乳剂的用途。