一种聚硅氧烷消泡剂及其制备工艺制造技术

本申请涉及一种聚硅氧烷消泡剂及其制备工艺，本申请中的消泡剂通过以下质量份的原料制备得到：聚硼硅氧烷30

【技术实现步骤摘要】
一种聚硅氧烷消泡剂及其制备工艺


[0001]本申请涉及化学助剂的领域，尤其是涉及一种聚硅氧烷消泡剂及其制备工艺。

技术介绍

[0002]水性家具漆、水性地板漆、水性玩具漆、水性透明底漆、水性透明腻子、水性装修清漆、水性外墙乳胶漆、水性内墙乳胶漆等各类涂料应用广泛，已经是我们生活中不可或缺的一类物品。
[0003]在各类涂料的生产时若产生大量泡沫，将会导致其体积膨胀，调和、搅拌设备利用率降低，且泡沫的大量出现还会导致搅拌均匀性的下降，导致涂料中各类颜填料的分散性变差。而在各类涂料的使用时若产生大量泡沫，将影响涂料的流平性，影响施工的进行，且涂料固化后很可能出现表面缺陷，如漆膜表面凹凸不平、开裂、漏涂等质量问题。
[0004]为了提高涂料的消泡性能，一般会在涂料中添加消泡剂，消泡剂能够降低涂料体系的表面张力，降低泡沫形成的可能性，或能够使原有泡沫减少或消灭。
[0005]为了提高消泡剂的消泡效果，目前有团队将石墨烯添加至消泡剂中，石墨烯能够改变体系局部的表面张力，降低泡沫产生的可能性，促进已经产生的泡沫破裂，从而达到消泡、抑泡的作用。然而，石墨烯较难分散，十分容易团聚，这不但使得消泡剂的消泡效果大幅下降，且会导致最终形成的漆膜存在缺陷，因此，如何确保石墨烯添加到体系中后具有良好的分散性，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]为了改善目前常见的消泡剂体系中，添加石墨烯后分散性较差导致消泡效果变差甚至导致固化后的漆膜存在缺陷的问题，本申请提供一种聚硅氧烷消泡剂及其制备工艺。
[0007]第一方面，本申请提供一种聚硅氧烷消泡剂，采用如下的技术方案：一种聚硅氧烷消泡剂，通过以下质量份的原料制备得到：聚硼硅氧烷
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30
‑
50份；苯基甲基硅氧烷
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15
‑
30份；羧基化氧化石墨烯
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0.2
‑
0.4份；甲基丙烯酰胺
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0.01
‑
1份；分散剂
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0.1
‑
0.5份；增稠剂
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0.2
‑
1份；所述消泡剂中还添加有纳米二氧化硅，且纳米二氧化硅的添加量为氧化石墨烯添加质量份的6
‑
9倍；所述纳米二氧化硅的80℃水浸润时间为T，所述T不大于50s。
[0008]通过采用上述技术方案，氧化石墨烯的表面富含各类含氧基团，相较于石墨烯具有更大的极性，在水性体系中也就具有更好的分散效果（目前的涂料基本都是水性）。通过对氧化石墨烯进行羧基化改性，能够将氧化石墨烯表面的环氧基和羟基等基团活化，并将
其转化为羧基，一般认为羧基的极性较强，因此，羧基化氧化石墨烯往往具有更大的极性。
[0009]羧基化氧化石墨烯在还原剂甲基丙烯酰胺的作用下表面具有大量含氧基团的氧化石墨烯由于具有相对更好的分散性，能够大大降低被还原后得到的石墨烯团聚的可能。纳米二氧化硅也是目前较为常见的消泡剂无机填料，但是不论纳米二氧化硅还是石墨烯，由于其极大的比表面积，都存在容易发生团聚的问题。在此基础上，本申请的专利技术人意外发现，当纳米二氧化硅的添加量为羧基化氧化石墨烯添加质量份的6
‑
9倍并且纳米二氧化硅的80℃水浸润时间T不大于50s时，本申请中的消泡剂有明显更好的消泡剂，并且不论是纳米二氧化硅还是石墨烯的分散性，都有十分明显的提升，该效果是不曾预料的。
[0010]这可能是由于，纳米二氧化硅的表面存在众多硅羟基，从而使得其具有一定亲水性，而羧基化氧化石墨烯的表面存在大量含氧基团（特别是大量极性较强的羧基），这就使得氧化石墨烯还未被还原之前，能够较为均匀的吸附在纳米二氧化硅表面。被纳米二氧化硅吸附后的氧化石墨烯即使被还原后由于仍然位于纳米二氧化硅附近，因而不易发生团聚；而石墨烯特定的二维片状结构大大增加了纳米二氧化硅表面的空间位阻，从而导致吸附有石墨烯的纳米二氧化硅不易团聚。也就是说，纳米二氧化硅提高了石墨烯的分散性，而石墨烯又提高了纳米二氧化硅的分散性，且吸附有石墨烯的纳米二氧化硅由于表面具有亲水的硅羟基和较疏水的石墨烯，对于周围体系的表面能具有更复杂的影响，从而使得消泡剂具有显著更好的消泡效果。
[0011]然而，需要注意的是，只有当纳米二氧化硅的T不大于50s并且纳米二氧化硅的添加量为氧化石墨烯添加质量份的6
‑
9倍时，这种协同效果才特别明显。这可能是由于，当纳米二氧化硅的T大于50s时，即使羧基化氧化石墨烯具有较大的极性，由于纳米二氧化硅的亲水性较差，对于羧基化氧化石墨烯不具有足够高的吸附能力。此外，不论是纳米二氧化硅添加量过多，还是羧基化氧化石墨烯添加量过多，都可能会导致其自身发生团聚，且发生团聚后的聚集体可能具有更大的范德华力等作用力，还会影响未曾团聚的纳米二氧化硅和石墨烯，从而导致消泡效果的下降。因此，需要严格限制纳米二氧化硅的T以及纳米二氧化硅和羧基化氧化石墨烯的添加量之比。
[0012]二氧化硅的80℃水浸润时间是指，在80℃的恒温水浴中放入一盛有100mL去离子水的容器（例如，300
‑
500mL的烧杯），随后将1g纳米二氧化硅放入容器中，以30r/min的慢速磁力搅拌（需要注意，必须是磁力搅拌，一般的搅拌叶会对漂浮在水面上的纳米二氧化硅产生影响，导致测得结果的误差过大），至水面上没有明显漂浮的纳米二氧化硅颗粒，认为纳米二氧化硅已经被浸润，记录该时间即为T。
[0013]可选的，所述羧基化氧化石墨烯通过以下工艺制备得到：A1、分散，将氧化石墨烯按照浓度0.1
‑
0.3g/L放入溶剂中,超声分散2
‑
4h，随后加入32%氢氧化钠溶液，32%氢氧化钠溶液的添加量为25
‑
35g/L，继续超声2
‑
4h，得到分散液；所述溶剂为DMF和甲醇按照质量比1：1的混合物；A2、反应，在分散液中按照浓度1
‑
3g/L加入AIBN,并加热反应24h，反应结束后添加盐酸至体系的pH为6.5
‑
7.5，冻干后即得羧基化氧化石墨烯。
[0014]通过采用上述技术方案，通过将氧化石墨烯先在碱性溶液分散均匀，并通过偶氮二异丁腈作为改性剂对氧化石墨烯进行改性，能够首先将氰基接枝到氧化石墨烯表面，随后氰基转化为羧基，从而将氧化石墨烯表面的环氧基、羟基等转化为羧基。
[0015]此外，本申请的专利技术人还意外发现，相较于采用水合肼等常见的还原剂，以甲基丙烯酰胺作为还原剂能够使消泡剂具有明显更好的消泡效果。并且在做对照实验时，我们发现，在制备消泡剂时，随着还原剂的加入，体系的温度会产生短时间的较明显的提升。我们猜测，这可能是由于，在对氧化石墨烯进行羧基化改性时，由于采用了冻干的干燥方式，羧基化氧化石墨烯中实际上残留有未参与反应的A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚硅氧烷消泡剂，其特征在于：通过以下质量份的原料制备得到：聚硼硅氧烷
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30
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50份；苯基甲基硅氧烷
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15
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30份；羧基化氧化石墨烯
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0.2
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0.4份；甲基丙烯酰胺
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0.01
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1份；分散剂
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0.1
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0.5份；增稠剂
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0.2
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1份；所述消泡剂中还添加有纳米二氧化硅，且纳米二氧化硅的添加量为氧化石墨烯添加质量份的6
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9倍；所述纳米二氧化硅的80℃水浸润时间为T，所述T不大于50s。2.根据权利要求1所述的聚硅氧烷消泡剂，其特征在于：所述羧基化氧化石墨烯通过以下工艺制备得到：A1、分散，将氧化石墨烯按照浓度0.1
‑
0.3g/L放入溶剂中,超声分散2
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4h，随后加入32%氢氧化钠溶液，32%氢氧化钠溶液的添加量为25
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35g/L，继续超声2
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4h，得到分散液；所述溶剂为DMF和甲醇按照质量比1：1的混合物；A2、反应，在分散液中按照浓度1
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3g/L加入AIBN,并加热反应24h，反应结束后添加盐酸至体系的pH为6.5
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7.5，冻干后即得羧基化氧化石墨烯。3.根据权利要求1所述的聚硅氧烷消泡剂，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠中的至少一种。4.根据权利要求1所述的聚硅氧烷消泡剂，其特征在于：所述增稠剂为壳聚糖溶液、羧甲基纤维素钠溶液、羧乙基纤维素钠溶液、瓜尔胶溶液、海藻酸钠溶液中的至少一种。5.根据权利要求1所述的聚硅氧烷消泡剂，其特征在于：所述增稠剂选用质量浓度为1%

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞跃，王中苏，
申请(专利权)人：上海巨峰化工有限公司，
类型：发明
国别省市：