一种有机硅消泡剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种有机硅消泡剂，包含以下原料：含羟基聚硅氧烷、网状结构剂、缩合催化剂、有机硅树脂、无机粒子、碱性催化剂、水和有机溶剂。还提供了该有机硅消泡剂的制备方法：向反应器中加入水、有机溶剂、网状结构剂和缩合催化剂，搅拌、升高温度反应使得网状结构剂发生水解和缩合反应得到缩合低聚硅氧烷；再加入含羟基聚硅氧烷反应，蒸出挥发分，得到粘稠油状物即组分

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅消泡剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及精细化工领域，具体涉及一种有机硅消泡剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]消泡剂是工业生产过程不可缺少的精细化工助剂之一，主要用于消除工业生产过程的危害泡沫，根据消泡剂的成分的不同，消泡剂可以分为有机硅类、聚醚类、矿物油类、脂肪醇类等等。这些产品各有自身的优势，例如有机硅消泡剂适合于污水处理、石油开采、纺织印染、制浆造纸等领域，其具有较快的消泡速度和较长时间的抑制泡沫功能，但是在涂料、油墨、金属加工液，单纯的有机硅消泡剂存在相容性的问题，很容易从体系中析出来，影响表面性能，例如缩孔、鱼眼、漂浮、堵网等问题，此时就必须要对有机硅进行改性，改性基团包括聚醚、烯烃、炔烃等等。聚醚类和脂肪醇类的消泡剂一般用于造纸湿部抄纸白水消泡和脱气，矿物油类的消泡剂一般也是涂料、油墨、胶粘剂中，虽然其消泡速度不快，但是，一般不对涂层产生影响，属于中低档涂料油墨的青睐者。
[0003]总体来说，有机硅消泡剂是众多消泡剂的生产厂家和研究机构的主要关注对象。202011350420.4介绍了有机硅的垃圾渗滤液消泡剂，其成分包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷、纳米级气相二氧化硅、改性硅油、脂肪酸聚氧乙烯酯、乳化剂、增稠剂和生物抑制剂；US5271868A介绍高温染色用消泡剂用两种聚醚改性硅油+硅膏、小粘度羟基硅油、白炭黑制成；CN103814072A介绍了甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油+白炭黑制备了消泡剂乳液；US2014316015A1介绍了消泡剂硅膏的制备，它把聚硅氧烷、亲水白炭黑、疏水白炭黑、硅树脂在50～250度之间处理使得得到的硅脂的粘度为原始的一半，介绍说大大提高了消泡性能；US2009234029A1介绍了硅脂的制备，在捏合机中处理硅油、白炭黑、少量的处理剂、水或氨水的混合物；EP0516109A1介绍用强剪切和强碱条件下的硅脂的效果，其用甲基硅油、含氢硅油、乙烯基硅油、催化剂制备的硅脂。
[0004]这些专利介绍的信息分为两类，一类是硅膏的制备，另一类是硅膏、改性聚硅氧烷等等组合物的制备。而硅膏是有机硅消泡剂的核心，现有的专利技术制备的硅膏粘度在处置期内不稳定的问题，同时消泡性能也有待进一步提高。
[0005]有机硅消泡剂之所以具有很好的消泡速度和抑泡性能，除了其具有较低的表面张力，其还具有不溶于水的特点。但是，在不溶于水的情况下，消泡粒子就会发生聚集，小颗粒慢慢变成大颗粒，从而失去了消泡功能。因此，为了使得硅膏能在起泡介质中充分发挥作用，必须要使得消泡微粒单元长时间保持细小而不聚集颗粒的形式。
[0006]目前有机硅消泡剂都是用聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷或烯烃改性聚硅氧烷与含羟基聚硅氧烷和疏水粒子复配，通过空间结构的聚醚改性聚硅氧烷和线性聚醚改性聚硅氧烷协同缠绕和包裹作用，能使得有机硅活性物能长期稳定地存在于聚醚体系中。通过交联、复配技术来提高消泡效果，但是此类硅膏的聚醚体系中所含的亲水基团较少，存在亲水性差的问题；以及体系中疏水粒子嵌入不够稳定，导致消泡持久性不足的缺陷。有的通过加入表面活性剂增加亲水性，制备成消泡剂乳液，乳液在储存过程中，占用体积大，有效
期短，且易聚集析出沉淀颗粒物，导致性能不稳定；然而，有机消泡剂硅膏的优点在于储存体积小，稳定性好，安全性好，可以根据需要制备出各种含量用途的消泡剂乳液，比乳液更高的实用价值。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种有机硅消泡剂，特别的用到了一种网状结构剂，该具有硅烷结构的网状结构剂经过水解、缩合反应后，得到“笼式”结构物，再与含羟基聚硅氧烷结合，得到具有类似“章鱼”结构的独特结构物，具有该结构物的消泡剂具有亲水性好以及消泡持久性好的优点。
[0008]本专利技术的目的之二在于提供所述有机硅消泡剂的制备方法，即向反应器中加入水、有机溶剂、网状结构剂和缩合催化剂，搅拌、升高温度反应使得网状结构剂发生水解和缩合反应得到半缩合低聚硅氧烷；再加入含羟基聚硅氧烷反应，蒸出挥发分，得到粘稠油状物即组分
Ⅺ
；向另一反应器中加入有机溶剂、无机粒子和有机硅树脂，搅拌、升温并保温至固体溶解即得组分
Ⅻ
；最后将组分
Ⅺ
和
Ⅻ
在反应器中混合，加入碱性催化剂，搅拌升温反应，蒸出溶剂，即得到本专利技术所述有机硅消泡剂，其具有良好的亲水性和消泡持久性。
[0009]本专利技术的目的之一，采用如下技术方案实现：
[0010]提供一种有机硅消泡剂，包括以下重量份的原料：
[0011][0012][0013]所述网状结构剂是经水解和缩合反应后能与所述含羟基聚硅氧烷反应形成网状结构的硅烷。
[0014](1)含羟基聚硅氧烷：
[0015]所述含羟基聚硅氧烷的分子式如式Ⅰ所示：
[0016][R
1x
(OH)
y
SiO
1/4
]a
[Me2SiO
2/4
]b
[Me(OH)SiO
2/4
]c
[MeSiO
3/4
]d
[SiO
4/4
]e
ꢀꢀꢀꢀ
式Ⅰ[0017]其中，下标x＝2或3，y＝0或1，且x+y＝3；下标a、b、c、d、e为四个链节的数的最小值，且至少有一个羟基在侧链上；
[0018]式Ⅰ中取代基R1为碳原子数为1～12的不含官能团的烃基或含有官能团取代基的烃基，取代基R1可以相同也可以不相同。
[0019]所述含羟基聚硅氧烷为具有式Ⅰ结构化合物中的一种或两种以上的组合物。
[0020]进一步地，所述含羟基聚硅氧烷的粘度为5～100000mPa
·
s；
[0021]进一步地，所述R1不含官能团的烃基为烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基、芳烷基
中的一种；所述R1含有官能团取代基的烃基为卤素取代的烃基、氰基取代的烃基中的一种。
[0022]进一步地，所述烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、己基或辛基中的一种；
[0023]进一步地，所述环烷基为环戊基、环己基中的一种；
[0024]进一步地，所述烯基为乙烯基、烯丙基或丙烯基中的一种；
[0025]进一步地，所述环烯基为环己烯基；
[0026]进一步地，所述芳基为苯基、甲基苯基中的一种；
[0027]进一步地，所述芳烷基为苯甲基、2
‑
苯乙基中的一种；
[0028]进一步地，所述卤素取代的烃基为氯甲基；
[0029]进一步地，所述氰基取代的烃基为3,3,3
‑
三氟丙基和2
‑
氰乙基中的一种。
[0030]优选地，所述的R1为甲基、乙烯基、苯基。
[0031](2)网状结构剂：
[0032]所述网状结构剂是经水解和缩合反应后能与所述含羟基聚硅氧烷反应形成网状结构的硅烷，该硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机硅消泡剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：所述网状结构剂是经水解和缩合反应后能与所述含羟基聚硅氧烷反应形成网状结构的硅烷。2.根据权利要求1所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述含羟基聚硅氧烷的分子式如式Ⅰ所示：[R
1x
(OH)
y
SiO
1/4
]
a
[Me2SiO
2/4
]
b
[Me(OH)SiO
2/4
]
c
[MeSiO
3/4
]
d
[SiO
4/4
]
e
ꢀꢀꢀꢀ
式Ⅰ其中，下标x＝2或3，y＝0或1，且x+y＝3；下标a、b、c、d、e为四个链节的数的最小值，且至少有一个羟基在侧链上；式Ⅰ中取代基R1为碳原子数为1～12的不含官能团的烃基或含有官能团取代基的烃基，取代基R1可以相同也可以不相同；所述含羟基聚硅氧烷为具有式Ⅰ结构化合物中的一种或两种以上的组合物。3.根据权利要求2所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述含羟基聚硅氧烷的粘度为5～100000mPa
·
s；所述R1中不含官能团的烃基为烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基、芳烷基中的一种；所述R1中含有官能团取代基的烃基为卤素取代的烃基、氰基取代的烃基中的一种。4.根据权利要求3所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、己基或辛基中的一种；所述环烷基为环戊基、环己基中的一种；所述烯基为乙烯基、烯丙基或丙烯基中的一种；所述环烯基为环己烯基；所述芳基为苯基、甲基苯基中的一种；所述芳烷基为苯甲基、苯乙基中的一种；所述卤素取代的烃基为氯甲基；所述氰基取代的烃基为3,3,3
‑
三氟丙基和2
‑
氰乙基中的一种。5.根据权利要求1所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述网状结构剂的分子式通式如式Ⅱ所示：(R2)
f
—Si—(OR3)
g
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式Ⅱ其中，R2为碳原子数为1～18的烃基、含亲水性基团的烃基中的一种；
其中，R3为碳原子数为1～10的烃基；其中，下标f取值为0、1、2、3；g取值为1、2、3、4，且满足f+g＝4；所述网状结构剂为式Ⅱ所示硅烷中的一种或两种以上的组合物，且至少包含有一种三烷氧基结构的硅烷。6.根据权利要求5所述的有机硅消泡剂，其特征在于，所述网状结构剂为三甲基甲氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三丙基甲氧基硅烷、三丁基甲氧基硅烷、三己基甲氧基硅烷、三辛基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、三丁基乙氧基硅烷、三己基乙氧基硅烷、三辛基乙氧基硅烷、三甲基丁氧基硅烷、三乙基丁氧基硅烷、三丙基丁氧基硅烷、三丁基丁氧基硅烷、三己基丁氧基硅烷、三辛基丁氧基硅烷、三乙烯基甲氧基硅烷、三乙烯基乙氧基硅烷、三乙烯基丁氧基硅烷、三苯基甲氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、三苯基丁氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二丁基二甲氧基硅烷、二己基二甲氧基硅烷、二辛基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二丁基二乙氧基硅烷、二己基二乙氧基硅烷、二辛基二乙氧基硅烷、二甲基二丁氧基硅烷、二乙基二丁氧基硅烷、二丙基二丁氧基硅烷、二丁基二丁氧基硅烷、二己基二丁氧基硅烷、二辛基二丁氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、二乙烯基二丁氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二丁氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵虹，罗彤，
申请(专利权)人：佛山市南海大田化学有限公司，
类型：发明
国别省市：