(19)國家知識產權局(72)發(fā)明人郭家勇袁澤欽陳勇夷朱晨皓望江鋒沈躍域陳敬娜鄭文琪鄭佩誼公司44202專利代理師彭妙玲一種改性聚硅氧烷及其制備方法與應用含氫硅油與烯丙醇聚醚、烯丙基縮水甘油醚混作為土壤疏松劑的應用，用于降低土壤容重和/或增加土壤孔隙度，還用于提高土壤的吸水性和/或保水性。施用本發(fā)明的改性聚硅氧烷土壤2結構式Ⅱ'烯丙醇聚醚和所述烯丙基縮水甘油醚的質量之比包括947.根據權利要求2所述改性聚硅氧烷的制備方法，其特征在于，所述催化劑包括氯鉑在步驟B中，所述加入催化劑和所述加成反應的溫度包括85～105℃,所述加成反應的10.如權利要求9所述改性聚硅氧烷作為土壤疏松劑的應用，其特征在于，用于提高土3一種改性聚硅氧烷及其制備方法與應用技術領域[0001]本發(fā)明涉及有機硅領域，具體涉及一種改性聚硅氧烷及其制備方法與應用。背景技術[0002]土壤中的固相、液相和氣相存在平衡，但在灌溉或耕作方式不合理、土壤有機質減少、過度施用無機肥料等因素的作用下這種平衡會被打破，土壤結構被破壞，土壤干燥后受內聚力作用使土面變硬，使土壤的容重和密度增大，引起土壤板結。土壤板結表現為土壤緊實度增加，首先降低土壤孔隙度，進而降低水分滲透率和導水率，造成土壤接納降水的能力以及對水分的調控能力下降，既不利于綠色植物生長，又會引起水土流失；同時，在過分緊實的土壤中，作物根系生長受限后，降低對養(yǎng)分的獲取能力，迫使追肥次數及追肥數量增[0003]施用土壤疏松劑是當前治理土壤板結的措施之一。聚硅氧烷作為一種土壤疏松劑，將其施加到土壤中會粘結土壤中的小土粒，形成大的土壤團聚體，使板結土壤內部形成像健康土壤內部一樣的蓬松團粒結構，提高孔隙率、增加水分下滲率，也因此減少地表徑流和地面蒸發(fā)損失，起到保水保肥、促進作物根系正常生長的效果。[0004]如何進一步提高聚硅氧烷作為土壤疏松劑其改善土壤板結的能力，是當前行業(yè)亟待解決和持續(xù)聚焦的技術問題，直接關系到土壤及作物的經濟效益乃至環(huán)境保護。發(fā)明內容[0005]本發(fā)明的目的在于解決如何進一步提高聚硅氧烷作為土壤疏松劑其土壤疏松能力的問題。本發(fā)明提供一種改性聚硅氧烷，所述改性聚硅氧烷的結構如結構式I所示，結構式I[0008]相應地，本發(fā)明還提供一種上述改性聚硅氧烷的制備方法，包括如下步驟：4[0009]進一步地，所述低含氫硅油的含氫量包括0.13%～0.16%,粘度包括130～150cP,相對分子質量包括4600～5200。[0010]進一步地，所述烯丙醇聚醚的結構如結構式II所示，結構式Ⅱ'[0011]進一步地，所述烯丙醇聚醚的相對分子質量包括1800。[0012]進一步地，所述低含氫硅油、所述烯丙醇聚醚和所述烯丙基縮水甘油醚的質量之比包括94～106:300:4。[0013]進一步地，所述催化劑包括氯鉑酸；所述催化劑的質量包括所述低含氫硅油、所述烯丙醇聚醚和所述烯丙基縮水甘油醚三者總質量的10～30ppm;在步驟B中，所述加入催化劑和所述加成反應的溫度包括85～105℃,所述加成反應的時間包括3～4小時；在步驟B中，所述加成反應的過程進行攪拌。[0014]進一步地，在步驟A所述混合之前，將所述烯丙醇聚醚升溫至100℃半小時以去除[0015]作為本發(fā)明制備方法的一種優(yōu)選方案，低含氫硅油的相對分子質量優(yōu)選4920。[0016]作為本發(fā)明制備方法的一種優(yōu)選方案，烯丙醇聚醚采用F-6。[0017]作為本發(fā)明制備方法的一種優(yōu)選方案，所述烯丙基縮水甘油醚的結構如結構式[0018]相應地，本發(fā)明還提供一種根據所述改性聚硅氧烷作為土壤疏松劑的應用，用于降低土壤容重和/或增加土壤孔隙度。[0019]進一步地，所述改性聚硅氧烷作為土壤疏松劑用于提高土壤的吸水性和/或保水性。1、施用本發(fā)明的改性聚硅氧烷作為土壤疏松劑可以有效減小土壤容重、提高土壤孔隙度，同時顯著提升土壤吸水性和保水性，使土壤能夠吸收更多的水分或肥料，并使其有效減少水分蒸發(fā)，提高土壤的長期持水能力。因此，本發(fā)明改性聚硅氧烷可以有效改善土壤板結，從多個維度顯著提高土壤性能。[0021]2、本發(fā)明創(chuàng)造性地以使用聚醚等進行改性的改性聚硅氧烷作為土壤疏松劑，除了有效改善土壤板結等問題，本身對人體無毒無害、綠色安全，可廣泛添加到土壤改良劑、調理劑或肥料中，具有重要的經濟價值和環(huán)境意義。[0022]3、本發(fā)明改性聚硅氧烷生產工藝簡單，生產成本低，在農業(yè)的規(guī)?；瘧蒙暇哂?表1型號低含氫硅油(實施例)型號CGO-341,材料有限公司在4600~5200型號F-6結構式如結構式其中20≤m≤30,實施例1將750kg烯丙醇聚醚投入反應釜中，攪拌升溫至100℃半小時(去除水分)后，加入235kg上述低含氫硅油和10kg烯丙基縮水甘油醚，在85~95℃加入10g氯鉑酸催化劑(溶于成反應的總時間為4h,反應期間通入N?。6用1000kg規(guī)?；I(yè)生產方法制備改性聚硅氧烷：低含氫硅油粘度為150cP,含氫量為0.16%,相對分子質量5200左右。[0031]將750kg烯丙醇聚醚投入反應釜中，攪拌升溫至100℃半小時(去除水分)后，加入265kg上述低含氫硅油和10kg烯丙基縮水甘油醚，在85~95℃加入10g氯鉑酸催化劑(溶于800mL無水乙醇中)進行加成反應，直至反應液透明后，再反應半小時即得改性聚硅氧烷。加成反應的總時間為3.5h,反應期間通入N?[0032]獲得的改性聚硅氧烷結構如式I所示，其中x=59,y+z=11。用1000kg規(guī)?；I(yè)生產方法制備改性聚硅氧烷：低含氫硅油粘度為135cP,含氫量為0.14%,相對分子質量為4920。[0034]將750kg烯丙醇聚醚投入反應釜中，攪拌升溫至100℃半小時(去除水分)后，加入250kg上述低含氫硅油和10kg烯丙基縮水甘油醚，在95~105℃加入10g氯鉑酸催化劑(溶于800mL無水乙醇中)進行加成反應，直至反應液透明后，再反應半小時即得改性聚硅氧烷。加成反應的總時間為3.5h,反應期間通入N?。[0035]獲得的改性聚硅氧烷結構如式I所示，其中x=57,y+z=9。低含氫硅油粘度為195cP,含氫量為0.18%,相對分子質量為8000左右。[0037]將750kg烯丙醇聚醚投入反應釜中，攪拌升溫至100℃半小時(去除水分)后，加入408kg上述低含氫硅油和10kg烯丙基縮水甘油醚，在90～100℃加入10g氯鉑酸催化劑(溶于800mL無水乙醇中)進行加成反應，直至反應液透明后再反應半小時，即得改性聚硅氧烷。加成反應的總時間為3.5h,反應期間通入N?。獲得的改性聚硅氧烷結構如式I所示。本對比例和對比例1的差別在于：低含氫硅油的粘度為130cP,含氫量為0.07%,相對分子質量8000左右。獲得的改性聚硅氧烷結構如式I所示。[0039]土壤容重指在田間自然狀態(tài)下單位體積土壤的干重，直接影響土壤的緊實度，是表征土壤結構的另一個重要指標，土壤容重越低說明土壤結構、透氣透水性能越好。土壤孔隙度即土壤孔隙容積占土體容積的百分比，土壤孔隙的多少決定著土壤氣、液兩相的總量，同時反映土壤協調水分和空氣的能力，影響土壤性能及土壤肥力的發(fā)揮等，進而影響作物的生長。因此，針對土壤板結的改良評估，選擇土壤容重、土壤孔隙度等多個維度作為考察因素進行后續(xù)效果試驗。選取雙端含氫硅油(含氫量0.14%,相對分子質量6000左右)作為其它有機硅土壤疏松劑。分別取實施例1、2、3和對比例1、2中制得的改性聚硅氧烷[0041]本效果例的土壤使用有機營養(yǎng)土(沙土，pH為6.2-7.0,通用型),將各組土壤疏松劑分別與水以1:10的質量比稀釋后均勻噴灑在土壤中，并翻攪泥土至疏松劑均勻滲透，放置15天等待土壤改良。測定各組土壤疏松劑的土壤改良效果，測定方法具體如下：1)土壤容重：使用環(huán)刀法測定，使用環(huán)刀取原狀土樣，不破壞土壤結構的情況下7105℃烘干至恒重，記錄干重(W),土壤容重p?=W?/V,V為環(huán)刀體積。[0042]2)孔隙度：通過容重與土壤比重計算，孔隙度?=(1-p?/2.65)*100%,2.65為土壤顆粒密度。[0043]3)吸水性(浸泡法):使用環(huán)刀取原狀土樣，不破壞土壤結構的情況下105℃烘干至恒重，記錄干重(W。),然后將烘干后的土壤浸泡在水中，靜置24小時后取出土樣，用濾紙吸去表面多余的水分，記錄重量(W?)。[0045]4)保水性(蒸發(fā)法):使用環(huán)刀取原狀土樣，不破壞土壤結構的情況下，浸泡在水中靜置24小時后取出土樣，用濾紙吸去表面多余的水分，記錄重量(W),將土樣放置在室溫環(huán)[0048]各組測定結果見表2。[0049]表2土壤疏松劑對土壤的改良效果組別土壤容重g/cm3吸水性(%)保水性(%)壤疏松劑)實施例1實施例2實施例3對比例1松劑相較于空白對照(未施用土壤疏松劑),實施例1～3改性聚硅氧烷分別作為土壤疏松劑時，土壤容重均顯著降低，從1.43g/c性均顯著提高，孔隙度從46.04%提高至52%以上，吸水性從61.20%提升至74%以上，保水性從35.14%提升至40%以上。[0051]相較于向土壤施用對比例1～2改性聚硅氧烷作為土壤疏松劑，施用實施例1～3改性聚硅氧烷對土壤的綜合改良效果更優(yōu)。其中，相較于對比例1,實施例1～3對土壤容重、孔隙度、吸水性和保水性更有顯著改善，土壤容重從1.37g/cm3降低至1.26g/cm3以下，孔隙度從48.30%提高至52%以上，吸水性從63.31%提升至74%以上，保水性從35.14%提升至40%以[0052]相較于向土壤施用其它有機硅土壤疏松劑(雙端含氫硅油)作為土壤疏松劑，施用實施例1～3改性聚硅氧烷時土壤容重、孔隙度、吸水性和保水性也有不同程度的改善。[0053]綜上所述，使用本發(fā)明實施例的改性聚硅氧烷作為土壤疏松劑可以使土壤容重降8低(容重越低，土壤越疏松)、土壤孔隙度增加，同時顯著提升土壤吸水性和保水性，使土