一种有机硅乳液制造技术

本发明专利技术涉及到一种有机硅乳液，它包括有机硅组合物、聚醚改性聚硅氧烷、有机硅改性聚醚、非离子表面活性剂、增稠剂和水以及其他助剂。用聚醚改性聚硅氧烷和有机硅改性聚醚分子的组合去乳化分散高粘度的有机硅组合物，得到了稳定性好、持久性好、在应用体系中不易析出的有机硅乳液。用这种方法制备的有机硅乳液可以用于纺织、工业清洗、污水处理、纸浆造纸等环境中。

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅乳液
本专利技术涉及一种有机硅乳液，它属于精细化学品添加剂的制备，隶属于精细化工制剂

技术介绍
有机硅是20世纪50年代兴起的一类新型高分子材料，从一开始的军用到现在已经渗透到国民经济中的很多领域，例如纺织、涂料、造纸、石油开采、密封、建材等等，它是国民经济发展过程中不可缺少的一种物质。有机硅的应用一般都属于聚合物应用，人们把聚合物做成乳液型、溶剂型和固体型，便于终端用户的使用。有机硅乳液是一个非常重要的类型，它在工业中可以做消泡剂、防水剂、憎水剂、脱模剂、粘合剂等等。大量的实验和应用说明，决定有机硅乳液在体系中的功能发挥的时间长短的主要因素，除了有机硅活性物自身的因素外，乳液的粒径变化是非常非常重要的。聚硅氧烷从结构上看包括线性、空间三维的、硅树脂结构的。根据用途的不同，选择不同结构的聚硅氧烷。对于消泡剂而言，更是针对不同的应用领域，选择不同结构的聚硅氧烷。例如，针对纺织品行业一般选择用低粘度线性的聚硅氧烷，针对污水处理行业，选择三维空间结构的聚硅氧烷。消泡剂中，三维结构的聚硅氧烷是具有抑泡功能的有机硅的重要原料之一。但是这种高粘度的有机硅乳化和分散是比较困难的，专利CN1807512和CN101298027则通过加入一些辅助物质将高粘度的有机硅混合物分散于水中，制备成有机硅乳液，得到的乳液的稳定性不够，在受到剪切作用时乳液的结构很容易被破坏，最终在应用体系中高粘度的有机硅从体系中游离出来，造成不必要的麻烦和影响。人们对于乳液的粒径的研究比较深入，根据乳液功能的不同，乳液的粒径也有不同的选择，例如纺织上使用的拒水剂，就是用含氢硅油乳液和羟基硅油乳液复配而成，而要充分发挥这些有机硅乳液的做作用，含氢硅油和羟基硅油乳液都是属于微乳；类似的微乳还有脱模剂乳液、防水剂等等，而对于消泡剂来说，乳液的粒径需要大一些，一般在5~60微米都比较好，而且粒径越大刚开始的消泡速度会比较快。US4853474通过交联的硅聚醚来提高乳液的耐低温性能，但是这种方法难以控制硅聚醚自身的交联程度，因此，乳液的稳定性很难保证一致性；US5451692介绍的烷基硅聚醚在油包水型乳液制备中的应用，通过烷基的引入，提高了与油相组分之间的相容性。CN201010584419.8是借助于各种不同的设备的强烈剪切来制备乳液；EP-A-163541在研究消泡剂时介绍高粘度的聚硅氧烷的乳液制备比较困难，需要很高的成本，而且效果不佳。本专利技术人用全环氧丙烷的聚醚和小分子的有机硅通过化学反应得到的硅改性醚这种分子，然后与特种聚醚改性聚硅氧烷复配组合，对于乳液的稳定性提高、粒径控制等有很大的帮助，加入了这种组合的有机硅乳液，特别是用高粘度的有机硅活性物制备的消泡剂乳液在起泡体系中活性物不易析出，在较长时间内都能控制泡沫的生成。用这种方法制备的有机硅乳液消泡剂可以用于纺织、工业清洗、污水处理、纸浆造纸等具有强剪切冲击循环起跑的环节。
技术实现思路
本专利技术的目的是披露一种有机硅乳液及其制备方法，解决有机硅乳液在应用体系中粒径变大、性能持久性差的问题。所述的有机硅乳液包括：（A）有机硅组合物、（B）聚醚改性聚硅氧烷、（C）有机硅改性聚醚、（D）表面活性剂和（E）水以及其他助剂。有机硅组合物所述的有机硅组合物由聚有机硅氧烷、疏水粒子、硅树脂和碱催化剂组成。聚有机硅氧烷的结构通式如下：（R1Me2SiO1/2)a(Me2SiO2/2)b(RMeSiO2/2)c(MeSiO3/2)d(SiO4/2)e（Ⅰ）式（Ⅰ）中，Me为甲基；a，b，c，d和e分别是上式五个链节的聚合度，其取值决定了聚有机硅氧烷的粘度，粘度取值为1,000~500,000mPa·s。R和R1为相同或不同取代基，这些取代基选自：（1）碳原子数为1~30的烷基，包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二碳烷基、十四碳烷基、十六碳烷基、十八碳烷基、二十碳烷基、二十二碳烷基、二十四碳烷基、二十六碳烷基、二十八碳烷基、三十碳烷基；（2）芳基，包括α-甲基苯乙基和苯乙基；（3）羟基；（4）氨基以及取代氨基。从原材料的成本和易获取性的角度出发，至少80%R和R1优选甲基。所述的有机硅组合物中的疏水粒子包括二氧化硅（俗称“白炭黑”）、三氧化二铝、氧化镁，优选白炭黑。所述的组合物是将聚有机硅氧烷、疏水粒子、硅树脂在碱性催化剂的作用下与100~150℃保温1~10h得到的。所述的有机硅组合物的在25℃时的动力粘度为200,000~2,000,000mPa·s，用量为乳液总质量的1~30%。B、聚醚改性聚硅氧烷所述的聚醚改性聚硅氧烷结构通式如下：式（Ⅱ）中，Me为甲基；下标f，g，h，i和j分别是式（Ⅱ）五个链节的聚合度，f、g、j为1~8的整数，h为5~100的整数，i为10~500的整数；G为烯丙醇聚醚，结构通式为—C3H6O(EO)x(PO)yH，其中下标x和y分别为EO和PO的平均聚合度，取值为0.1~40。式（Ⅱ）中的聚醚改性聚硅氧烷由侧链含氢聚硅氧烷、端乙烯基含氢聚硅氧烷和丙烯醇聚醚混合后加入氯铂酸催化剂进行加成反应制得。所述的聚醚改性聚硅氧烷在25℃时的动力粘度为2,000~40,000mPa·s，用量为乳液总质量的3~30%。C、有机硅改性聚醚有机硅改性聚醚指的是小分子的有机硅改性全环氧丙烷结构的聚醚，结构通式如下：有机硅改性聚醚的主体结构是聚醚分子，式（Ⅲ）中的有机硅部分m和n代表两个链节的聚合度，m=1~3的整数；n为1~5的整数。式（Ⅲ）G1是聚醚部分，聚醚的起始剂选自乙二醇、丙二醇、正丙醇、烯丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、辛醇、癸醇、十二醇、十四醇、十六醇、十八醇中的一种或多种。用这些起始剂和环氧丙烷反应制得的聚醚的通式如下：R2O(PO)pH(Ⅳ)式(Ⅳ)中，R2为聚醚的起始剂中的官能团，下标p为PO的聚合度，p的平均值为10~80。有机硅改性聚醚是由含氢聚硅氧烷与聚醚末端的羟基在金属锡的作用下脱去氢气分子得到的；或者是含氢聚硅氧烷与烯丙醇聚醚在金属铂的作用下发生硅氢加成反应制得的。所述的有机硅改性聚醚的用量为乳液总质量的1~15%。D、非离子表面活性剂非离子表面活性剂是协助聚醚改性聚硅氧烷乳化有机硅组合物的，保持乳液的稳定性。所述的非离子表面活性剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、辛醇聚氧乙烯醚、异辛醇聚氧乙烯醚、异构癸醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、十六醇聚氧乙烯醚、十八醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇单月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚中的一种或多种的混合物，优选多种混合物。所述的表面活性剂的用量为乳液总质量的1~15%。增稠剂一般地根据对乳液粘度的要求加入增稠剂，增稠剂选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、卡波姆、汉生胶、聚丙烯酸酯、纤维素醚类，优选汉生胶和聚丙烯酸酯类的增稠剂，加量根据乳液粘度的要求调整。所述的增稠剂的用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机硅乳液，其特征在于，所述的有机硅乳液包括：（A）有机硅组合物、（B）聚醚改性聚硅氧烷、（C）有机硅改性聚醚、（D）非离子表面活性剂和（E）水以及其他助剂；A、有机硅组合物：所述的有机硅组合物由聚有机硅氧烷、疏水粒子、硅树脂和碱催化剂组成；在25℃时的动力粘度为200,000~2,000,000mPa·s，用量为乳液总质量的1~30%；B、聚醚改性聚硅氧烷：所述的聚醚改性聚硅氧烷在25℃时的动力粘度为2,000~40,000mPa·s，用量为乳液总质量的3~30%；有机硅改性聚醚：所述的有机硅改性聚醚指的是小分子的有机硅改性全环氧丙烷结构的聚醚，用量为乳液总质量的1~15%；D、非离子表面活性剂：所述的表面活性剂的用量为乳液总质量的1~15%；E、增稠剂：增稠剂选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、卡波姆、汉生胶、聚丙烯酸酯、纤维素醚类，用量为乳液总质量的0.5~3%；F、水：所述的水是乳液的连续相，包括自来水、工艺水、纯净水，其外观形态包括液态水和固态冰；用量为乳液总质量的35~95%。

【技术特征摘要】
1.一种有机硅乳液，其特征在于，所述的有机硅乳液包括：（A）有机硅组合物、（B）聚醚改性聚硅氧烷、（C）有机硅改性聚醚、（D）非离子表面活性剂和（E）水以及其他助剂；A、有机硅组合物：所述的有机硅组合物由聚有机硅氧烷、疏水粒子、硅树脂和碱催化剂组成；在25℃时的动力粘度为200,000~2,000,000mPa·s，用量为乳液总质量的1~30%；B、聚醚改性聚硅氧烷：所述的聚醚改性聚硅氧烷在25℃时的动力粘度为2,000~40,000mPa·s，用量为乳液总质量的3~30%；有机硅改性聚醚：所述的有机硅改性聚醚指的是小分子的有机硅改性全环氧丙烷结构的聚醚，用量为乳液总质量的1~15%；D、非离子表面活性剂：所述的表面活性剂的用量为乳液总质量的1~15%；E、增稠剂：增稠剂选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、卡波姆、汉生胶、聚丙烯酸酯、纤维素醚类，用量为乳液总质量的0.5~3%；F、水：所述的水是乳液的连续相，包括自来水、工艺水、纯净水，其外观形态包括液态水和固态冰；用量为乳液总质量的35~95%。2.根据权利要求1所述的一种有机硅乳液，其特征在于，有机硅组合物中的聚有机硅氧烷结构通式如下：（R1Me2SiO1/2)a(Me2SiO2/2)b(RMeSiO2/2)c(MeSiO3/2)d(SiO4/2)e（Ⅰ）式（Ⅰ）中，Me为甲基；a，b，c，d和e分别是上式五个链节的聚合度，其取值决定了聚有机硅氧烷的粘度，粘度取值为1,000~500,000mPa·s；R和R1为相同或不同取代基，这些取代基选自：碳原子数为1~30的烷基，包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二碳烷基、十四碳烷基、十六碳烷基、十八碳烷基、二十碳烷基、二十二碳烷基、二十四碳烷基、二十六碳烷基、二十八碳烷基、三十碳烷基；芳基，包括α-甲基苯乙基和苯乙基；羟基；氨基以及取代氨基。3.根据权利要求2所述的一种有机硅乳液，其特征在于，有机硅组合物中的聚有机硅氧烷的结构通式中至少80%R和R1优选甲基。4.根据权利要求1所述的一种有机硅乳液，其特征在于，所述的有机硅组合物中的疏水粒子包括二氧化硅（俗称“白炭黑”）、三氧化二铝、氧化镁，优选白炭黑。5.根据权利要求1所述的一种有机硅乳液，其特征在于，所述的有机硅组合物将聚有机硅氧烷、疏水粒子、硅树脂在碱性催化剂的作用下与100~150℃保温1~10h得到的。6.根据权利要求1所述的一种有机硅乳液，其特征在于，所述的聚醚改性聚硅氧烷结构通式如下：式（Ⅱ）中，Me为甲基；下标f，g，h，i和j分别是式（Ⅱ）五个链节的聚合度，f、g、j为1~8...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：南京瑞思化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32