一种水基有机硅组合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水基有机硅组合物的制备方法，它由聚醚改性聚硅氧烷、有机硅活性物、表面活性剂、填料、溶剂和水制备而成，通过特殊结构的聚醚改性聚硅氧烷与超高粘度有机硅活性物混合而成，最后用表面活性剂和填料共同将混合物引入水中，得到的水基有机硅组合物能用水和醇醚等溶剂稀释，形成稳定的分散液，用于油墨、皮革等领域中的泡沫控制和表面疏水处理。皮革等领域中的泡沫控制和表面疏水处理。

【技术实现步骤摘要】
一种水基有机硅组合物的制备方法


[0002][0003]本专利技术涉及一种水基有机硅组合物的制备方法，它涉及精细化学品添加剂的制备，隶属于精细化工制剂


技术介绍

[0004][0005]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。
[0006]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。通常人们把含活性聚硅氧烷、乳化剂、水等组成的产物也称为“水基有机硅组合物”，外界表现形式为乳液型或本体型有机硅产品。有机硅组合物是一个非常重要的类型，它在工业中可以做消泡剂、憎水剂、脱模剂、耐磨耐刮等等，特别是环保意识日趋加强的形势下，较多原先溶剂型的有机硅组合物都转变成水基有机硅组合物或水分散型的有机硅组合物。过去人们主要考虑有机硅组合物在使用过程中用水来稀释产品，重点研究水稀释液的稳定性，必要时需要加入增稠剂来稳定。而根据实际的应用环境的特征，虽然溶剂型的产品不受欢迎，但是根据实际情况和目前的技术进展，还是有些助剂需要通过水、醇、醚来稀释后方便使用的。这就对有机硅组合物的稳定性提出了更高的要求。例如消泡剂乳液在使用过程中需要用水来稀释，并加入增稠剂来稳定稀释液，消泡剂乳液一旦醇醚来稀释会立即破乳，消泡活性物质会析出，从而影响了用户的使用，特别是含高粘度和超高粘度聚硅氧烷的有机硅组合物的稳定性。
[0007]市场上有机硅组合物的种类繁多，质量参差不齐。相比较而言，来自陶氏、瓦克、信越、迈图等公司的产品在市场上要占据重要地位，主要是因为这些跨国公司的组合物自身稳定，在应用体系中也稳定。对于消泡剂而言，国内的消泡剂表现的是消泡速度快，而国外的消泡剂表现出抑泡功能强和相容性好，这是由于消泡微粒在工作液中能在较长时间内保持良好的粒径分布；再如脱模剂，国内的产品主要用于建筑、桥梁上的脱模，有时用矿物油、植物油即可解决问题；对于轮胎脱模、金属制品的脱模、橡胶制品脱模技术与国外还是有很大差异的。因此，有机硅组合物的稳定性对于它能否充分发挥功能是非常关键的。
[0008]如何提高有机硅组合物的稳定性是很多学者和科研人员都在致力研究的。
[0009]US4853474通过交联的硅聚醚来提高水基有机硅组合物的耐低温性能，但是这种方法难以控制硅聚醚自身的交联程度，因此，水基有机硅组合物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有机硅组合物制备中的应用，通过烷基的引入，提高了与油相组分之间的相容性。CN200810019295.1采用的是高粘度乳化剂和低粘度乳化剂复配的方法来制备有机硅组合物的，试图将高粘度的有机硅组合物分散于水中得到稳定性的有机硅组合物；CN201010584419.8是借助于各种不同的设备的强烈剪切来制备水基有机
硅组合物；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。
[0010]就目前的技术来看，对于粘度超过一百万的聚硅氧烷，特别是空间结构的、含有无机填料的有机硅活性物，通过加入乳化剂和/水得到有机硅组合物不能自乳化分散、也不能用醇醚稀释，严重制约了超高粘度聚硅氧烷的功能发挥。
[0011]一种稳定有机硅组合物的制备离不开三个因素：乳化剂选择、工艺过程和设备。本专利技术人通过大量的实验发现通过设计聚醚改性有机硅的分子结构、控制分散液的工艺过程，能将超高粘度的有机硅活性物形成水基有机硅组合物，这种组合物能用水、醇醚稀释，形成稳定的分散液，用于油墨、皮革等领域中的泡沫控制和表面疏水处理。

技术实现思路

[0012][0013]本专利技术的目的是提供一种水基有机硅组合物的制备方法，解决超高粘度有机聚硅氧烷不能自乳化分散、稀释液不稳定以及不能与醇醚相容的问题。
[0014]制备所述的水基有机硅组合物的原料为聚醚改性聚硅氧烷A、有机硅活性物B、表面活性剂C、填料D、溶剂E和水F。
[0015]A、聚醚改性聚硅氧烷
[0016]所述的聚醚改性聚硅氧烷是由如下结构单元（Ⅰ）组成的聚合物：
[0017][0018]（Ⅰ）
[0019]用
“”
表示聚醚改性聚硅氧烷的聚醚部分，结构式是—CH2CH2CH2O(EO)
a
(PO)
b
H，下标a和b为环氧乙烷EO和环氧丙烷PO的聚合度，a为20~50，b为20~50。
[0020]所述含氢聚硅氧烷的结构式如下：
[0021][0022]（Ⅱ）
[0023]它用表示，下标c为3~8，下标d为1~4，R1为1~20个碳原子的烷基或氢原子。
[0024]合成所述的聚醚改性聚硅氧烷的方法如下：
[0025]第一步，加成反应：
[0026][0027]（Ⅲ）
[0028]第二步，交联反应：
[0029]（Ⅳ）
[0030]上述反应式中，e + 1 = c，f和g选自1~3的整数，且f + g = 4。
[0031]R是碳原子数为1~18的烃基和被氯原子、醚基、酯基、环氧烷基、巯基、氰基或氨基取代的碳原子数1~18个的烃基；R2为1~4个碳原子的烷基。
[0032]R的实例为：
[0033]烷基，包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、2,2,4
‑
三甲基戊基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十八烷基；
[0034]烯基，包括乙烯基、丙烯基；
[0035]环烷基，包括环戊烷基、环己烷基、环庚烷基和甲基环己烷基；
[0036]芳基，包括苯基、萘基、蒽基和菲基；
[0037]烷芳基，包括邻、间、对甲苯基、二甲苯基和乙苯基。
[0038]聚醚改性聚硅氧烷的合成方法是：
[0039]首先在有氮气保护容器中加入含氢聚硅氧烷和聚醚，升温到60~90℃加入2~8ppm金属铂类催化剂，反应0.5~3h得到加成反应式（Ⅲ）的产物；然后再加入1~4ppm金属铂类催化剂，保温0.2~1h，按照摩尔比例加入偶联剂和反应物总质量百分数的0.1~1%金属锡催化剂，在120~180℃发生脱醇交联反应，就得到含有式（Ⅰ）结构单元的聚醚改性聚硅氧烷。
[0040]所述的聚醚改性聚硅氧烷的用量为水基有机硅组合物总质量的3~15%。
[0041]B、有机硅活性物
[0042]所述的有机硅活性物包括聚有机硅氧烷及其与填料形成的混合物。
[0043]聚有机硅氧烷的结构通式如下：
[0044]（R3Me2SiO
1/2
)
h
(Me2SiO
2/2
)
i
(R4MeSiO<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种有机硅组合物，其特征在于，制备所述的水基有机硅组合物的原料和质量百分数如下：聚醚改性聚硅氧烷A：
ꢀꢀꢀ
3~15%有机硅活性物B：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50~70%表面活性剂C：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2~20%填料D：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.5~5%溶剂E：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3~15%水F：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0或0.1~20%上述所有物质的质量百分数之和为100%；所述的聚醚改性聚硅氧烷A是如下结构单元（Ⅰ）组成的聚合物：（Ⅰ）用
“”
表示聚醚改性聚硅氧烷的聚醚部分，结构式是—CH2CH2CH2O(EO)
a
(PO)
b
H，下标a和b为环氧乙烷EO和环氧丙烷PO的聚合度，a为20~50，b为20~50；所述含氢聚硅氧烷的结构式如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（Ⅱ）它用表示，下标c为3~8，下标d为1~4，R1为1~20个碳原子的烷基或氢原子；所述的聚醚改性聚硅氧烷的合成步骤是：第一步，加成反应：
（Ⅲ）第二步，交联反应：（Ⅳ）上述反应式（Ⅳ）中，e + 1 = c，f和g选自1~3的整数，且f + g = 4；R是碳原子数为1~18的烃基和被氯原子、醚基、酯基、环氧烷基、巯基、氰基或氨基取代的碳原子数1~18个的烃基；R2为1~4个碳原子的烷基；所述的聚醚改性聚硅氧烷的合成方法是：首先在有氮气保护容器中加入含氢聚硅氧烷和聚醚，升温到60~90℃加入金属铂类催化剂，反应一定的时间得到加成反应式（Ⅲ）的产物；然后再加入金属铂类催化剂，保温一定时间，加入偶联剂和金属锡催化剂，在120~180℃发生脱醇交联反应，就得到含有式（Ⅰ）结构单元的聚醚改性聚硅氧烷；所述的有机硅活性物B是聚有机硅氧烷，其结构通式如下：（R3Me2SiO
1/2
)
h
(Me2SiO
2/2
)
i
(R4MeSiO
2/2
)
j
(MeSiO
3/2
)
k
(SiO
4/2
)
l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（
Ⅴ
）式（
Ⅴ
）中，Me为甲基；h，i，j，k和l分别是...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
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：