一种含聚有机硅消泡剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有聚二甲基硅氧烷‑梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂及其制备方法，所述有机硅消泡剂的原料组成按重量百分数计为：聚二甲基硅氧烷‑梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物10～30％，二甲基硅油10～30％，疏水白炭黑4～8％，乳化剂5～10％，增稠剂0.1～0.3％，去离子水50～70％。本发明专利技术的有机硅消泡剂消泡迅速、抑泡持久、乳液稳定，在PVC薄膜等基材上不会引起缩孔，应用范围广。所述有机硅消泡剂的制备工艺简单，生产成本低，产品对于乳液聚合尤其是聚氨酯乳液聚合反应的消泡效果优异。

A polyorganosilicon defoaming agent and its preparation method

The invention discloses a poly two methyl siloxane containing fluoroalkyl trapezoidal silsesquioxane copolymer silicone defoaming agent and a preparation method thereof, wherein the defoaming agent composition of raw materials by weight percentage: two polydimethylsiloxane trapezoidal fluoroalkyl silsesquioxane copolymer 10 ~ 30%, two methyl silicone oil 10 ~ 30%, 4 ~ 8% hydrophobic silica emulsifier, 5 ~ 10%, 0.1 ~ 0.3% thickening agent, deionized water, 50 ~ 70%. The organosilicon defoamer of the invention has rapid defoaming, sustained bubble suppression and stable emulsion. It will not cause shrinkage on the PVC film and other substrates, and has a wide range of application. The silicone defoamer has the advantages of simple preparation process and low production cost, and the product has excellent defoaming effect for emulsion polymerization, especially for polyurethane emulsion polymerization.

【技术实现步骤摘要】
一种含聚有机硅消泡剂及其制备方法
本专利技术属于有机硅助剂
，特别涉及一种含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂及其制备方法。
技术介绍
甲基硅油作为消泡剂.具有低表面张力、低水溶性、高活性、低挥发性、化学惰性、无生理毒性等特性，消泡速度快、抑泡时间长，适用面广，但耐高温性差，耐强碱性弱；而醚类消泡剂，虽然扩展系数大，水溶性好，耐高温、耐强碱，但消泡速度和抑泡时间都不太理想。近年来，醚改性硅氧烷成为国内外研发的热点。通过醚接枝或嵌段改性，发挥出两种组分的协同性能。亲水性的醚链段赋予自乳化性。疏水性的硅氧烷链段赋予其低表面张力，不仅提高了消泡和抑泡性能，还赋予其优良的耐热性、耐酸碱、抗老化、电绝缘、柔软性、无毒无味、储存稳定及使用方便等优点。乳液型有机硅消泡剂一般由二甲基硅油、疏水白炭黑、乳化剂、增稠剂和去离子水等复配而成。有效成分二甲基硅油呈柔软的线性结构，在含有大量表面活性剂的体系中很容易被增溶，失去消泡和抑泡效果。专利CN201611211752.8介绍了一种高效有机硅消泡剂的制备方法，其中聚甲基倍半硅氧烷微粉与改性硅油和白炭黑等成分复配制成乳液型消泡剂。专利CN201710265261.X介绍了一种氟改性硅油的消泡剂及其制备方法，其中线性氟改性硅氧烷与白炭黑、偶联剂等复配制成乳液型消泡剂。二甲基聚硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物对于水性乳液中的有机硅助剂溶度参数差别大，以其为主要有效组份的消泡剂到目前为止，还很少受到关注。本专利技术提供一种含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂。本专利技术的消泡剂消泡更迅速，抑泡更持久，稀释稳定性更佳，在PVC基材表面不引起缩孔，应用范围广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂及其制备方法，使消泡成分在含有大量表面活性剂的体系中不被增溶，长久保持良好的消泡和抑泡效果，同时具有更佳的稀释稳定性。一种含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂，原料组成按重量百分计为：所述二甲基硅油粘度300～2000cSt；所述聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的结构通式如下：m为5-20内的整数，n为5-20内的整数；所述聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的制备方法如下：将羟基硅油的甲苯溶液和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液加入装有搅拌桨、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，搅拌至纯净透明后，用NaOH或KOH饱和溶液调pH12～14，60～80℃反应6～7h。然后130～150℃减压蒸馏出甲苯、乙醇、未反应的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和副产物等，得到聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷聚合物；所述聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的合成反应方程式如下：m为5-20内的整数，n为5-20内的整数。所述聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物为本专利技术的主消泡成分，呈三维立体结构，比线性硅油增加了韧性和强度，一般的表面活性剂很难乳化，不会被增溶；含有的氟烃基能够降气泡的表面能，使低表面张力的硅氧烷迅速吸附到泡膜上，并在膜之间架桥排水，使膜破裂。因而聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷聚合物能长久保持良好的消泡和抑泡效果；同时聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物为油状液体而不是粉状固体，稀释稳定性更佳，不引起缩孔，应用范围更广。所述羟基硅油和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为1：(1.1～1.5)；所述羟基硅油的甲苯溶液和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液浓度均为30～80％。所述羟基硅油为端羟基硅油，羟基含量为3～30％；所述疏水白炭黑为经六甲基二硅氮烷处理的比表面积为200～300m2/g的气相白炭黑。所述乳化剂为聚醚改性聚硅氧烷非离子表面活性剂。所述增稠剂为丙烯酸钠。上述含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将二甲基硅油、聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物和疏水白炭黑在双行星搅拌机中混合；(2)将步骤(1)所得物用高速剪切分散机以1000～2000r/min，搅拌30min；(3)在步骤(2)所得物中加入乳化剂，然后继续搅拌30min，同时滴加去离子水和增稠剂水溶液，再继续搅拌30-60min。本专利技术的有益效果为：本专利技术含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂消泡迅速、抑泡持久、乳液稳定，不引起缩孔。本专利技术有机硅消泡剂的制备方法工艺简单，无需加热，显著降低了生产成本，产品对于乳液聚合，尤其是聚氨酯乳液聚合反应的消泡效果优异，为企业节能减排提供了技术支撑。附图说明图1为本专利技术制备的聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的1H-NMR图谱。具体实施方式本专利技术提供了一种含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂及其制备方法。下面结合实施例，对本专利技术进一步详细说明。实施例1将100g/mol的羟基硅油100g溶于50g甲苯中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷585g溶于200g乙醇中，再依次加入装有搅拌桨、回流冷凝管和温度计的2000mL三口烧瓶中，搅拌至纯净透明后，用NaOH饱和溶液调节pH＝12，80℃反应6h。然后150℃减压蒸馏，得到聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物；将二甲基硅油200g、聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物200g、疏水白炭黑40g在双行星混合机中捏合，再用分散机1000r/min搅拌30min，加入乳化剂50g，1000r/min搅拌30min，滴加400g去离子水30min，再滴加增稠剂1g和去离子水100g制成的1％增稠剂水溶液，1000r/min搅拌30min，制得所述含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂。实施例2将300g/mol羟基硅油150g溶于100g甲苯中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷320g溶于100g乙醇中，再依次加入装有搅拌桨、回流冷凝管和温度计的2000mL三口烧瓶中，搅拌至纯净透明后，用KOH饱和溶液调节pH＝13，70℃反应7h。然后140℃减压蒸馏，得到聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷聚合物；将二甲基硅油300g、聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物100g、疏水白炭黑50g在双行星混合机中捏合，再用分散机1000r/min搅拌30min，加入乳化剂60g，1500r/min搅拌30min，滴加400g去离子水30min，再滴加增稠剂1.5g和去离子水150g制成的1％增稠剂水溶液，1500r/min搅拌30min，制得所述含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂。实施例3将600g/mol羟基硅油200g溶于100g甲苯中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷231g溶于100g乙醇中，再依次加入装有搅拌桨、回流冷凝管和温度计的2000mL三口烧瓶中，搅拌至纯净透明后，用NaOH饱和溶液调节pH＝14，60℃反应6.5h。然后130℃减压蒸馏，得到聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷聚合物；将二甲基硅油100g、聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物300g、疏水白炭黑60g在双行星混合机中捏合，再用分散机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有聚二甲基硅氧烷‑梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂，其特征在于，原料组成按重量百分数计为：

【技术特征摘要】
1.一种含有聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的有机硅消泡剂，其特征在于，原料组成按重量百分数计为：2.根据权利要求1所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的结构通式如下：m为5-20内的整数，n为0-20内的整数。3.根据权利要求1或2所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的制备方法如下：将羟基硅油的甲苯溶液和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液加入装有搅拌桨、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，搅拌至纯净透明后，用NaOH或KOH溶液调节反应体系的PH＝12～14，60～80℃反应6～7h。然后加入稀盐酸中和至PH＝7，减压蒸馏出溶剂甲苯、反应生成的乙醇、未反应的单体和副产物，得到聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物。4.根据权利要求1或2所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷-梯形氟烃基倍半硅氧烷共聚物的合成反应方程式如下：其中，m为5-20内的整数，n为0-20内的整数。5.根据权利要求3所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建森，王文忠，张俊环，张小宸，
申请(专利权)人：优美特北京环境材料科技股份公司，
类型：发明
国别省市：北京,11