一种有机硅组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种有机硅组合物及其制备方法，将含氢聚有机硅氧烷、含氟丙烯酸酯和丙烯酸羟烷基酯在氯铂酸催化剂的作用下进行反应得到混合物，含氟丙烯酸酯的引入提高消抑泡性能，丙烯酸羟烷基酯的引入提高组合物的相容性；进一步的将混合物与偶联剂、二氧化硅在碱催化剂的作用下反应形成网状结构，硅烷偶联剂中的活性基团与二氧化硅表面羟基、混合物表面羟基反应，不仅提高二氧化硅在体系中的分散性，同时可将二氧化硅分散固定在体系中，避免组合物在消泡后期出现由于二氧化硅附聚导致的消抑泡性能衰减的问题；最后添加MQ硅树脂和硅聚醚，进一步提高消抑泡性能的同时，提高有机硅组合物的分散性，有助于后期乳化加工。最终形成的有机硅组合物，其在阴离子、非离子体系中具有很快的消泡速度和良好的抑泡性能，可广泛用于消除工业生产中的有害泡沫。广泛用于消除工业生产中的有害泡沫。

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种有机硅组合物及其制备方法，有机硅组合物属于精细化学品，因此，本专利技术属于精细化工制剂


技术介绍

[0002]泡沫是生活和工作中常见的现象。但在工业生产中有时泡沫会带来极大的危害，例如降低机器的工作效率、延误劳动时间、影响产品的质量等。消除有害泡沫的方法主要有物理方法和化学方法，消泡剂消泡是化学方法之一。随着工业企业生产规模和生产效率的大幅提高，消泡剂消泡得到了更加广泛的应用。目前，各种消泡剂广泛应用于造纸工业、纺织印染、石油开采和炼制、涂料、乳液聚合、污水处理、金属清洗等行业中。
[0003]根据消泡活性物的不同，消泡剂分为矿物油型、聚醚型和有机硅类等几种主要类型。与其他消泡剂相比，有机硅消泡剂化学性能稳定，副作用小，同时在用量很低的情况下也有很好的消泡能力和持久的抑泡能力，因而备受青睐。有机硅组合物是有机硅消泡剂的核心，它的消泡速度和抑泡性能直接影响最终产品的性能。
[0004]对于有机硅消泡剂而言，消泡活性物的消抑泡性能改进是有机硅消泡剂的改进主要方向。EP163541B1介绍了用含末端羟基的聚硅氧烷在催化剂的作用下与含其它活性官能团的聚有机硅氧烷反应形成支链聚有机硅氧烷，但是其粘度较大，后期乳化分散困难；US5153258介绍了向体系中引入轻度交联的聚有机硅氧烷能提高组合物的消抑泡性能，例如含乙烯基聚有机硅氧烷和含氢聚有机硅氧烷、含羟基聚有机硅氧烷和烷基硅酸酯在催化剂的作用下发生交联反应，但是交联程度难以控制；CN102337031B中通过聚有机硅氧烷与偶联剂在碱性催化剂下发生反应后，向其中加入部分二氧化硅，调节聚有机硅氧烷和偶联剂的交联程度；然后加入硅树脂，继续反应；再加入剩余二氧化硅与聚醚改性聚硅氧烷，得到低粘度的有机硅组合物；以上专利都是通过不同类型的聚有机硅氧烷反应得到消泡活性物，为了进一步提高消抑泡性能，其他专利开始引入含氟物质以提高消抑泡性能，CN115477758A将双端含氢硅油、双烯丙基封端聚醚、多官能单体和催化剂混合反应，得到双端含氢硅油封端的支化型含硅前驱体，然后继续加入含氟烯基单体、烯丙醇聚醚和催化剂，得到支链化的含氟消泡剂，由于引入含氟单体，消抑泡性能得到明显提高，但是含氟消泡剂的结构复杂，合成过程比较难控制；CN107840962A将烷基丙烯酸酯、含氟丙烯酸酯和烯丙基封端聚醚先后接枝反应到含氢硅油上制备得到消抑泡性能较好的水性色浆用有机硅消泡剂，但是相容性有待提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种有机硅组合物及其制备方法，将含氢聚有机硅氧烷、含氟丙烯酸酯和丙烯酸羟烷基酯在氯铂酸催化剂的作用下进行反应得到混合物，含氟丙烯酸酯的引入提高消抑泡性能，丙烯酸羟烷基酯的引入提高组合物的相容性；进一步的将混合物与偶联剂、二氧化硅在碱催化剂的作用下反应形成网状结构，硅烷偶联剂中的活性基团与二氧
化硅表面羟基、混合物表面羟基反应，不仅提高二氧化硅在体系中的分散性，同时可将二氧化硅分散固定在体系中，避免组合物在消泡后期出现由于二氧化硅附聚导致的消抑泡性能衰减的问题；最后添加MQ硅树脂和硅聚醚，进一步提高消抑泡性能的同时，提高有机硅组合物的分散性，有助于后期乳化加工。最终形成的有机硅组合物，其在阴离子、非离子体系中具有很快的消泡速度和良好的抑泡性能，可广泛用于消除工业生产中的有害泡沫。
技术方案
[0006]一种有机硅组合物，其特征在于它由以下物质组成：
A．含氢聚有机硅氧烷
[0007]一种结构通式为如下的含氢聚有机硅氧烷：H
a
Me3‑
a
SiO(SiMeHO)
b
(SiMe2O)
c
SiMe3‑
a
H
a
其中Me为甲基，下标a为1或者2，下标b为1
‑
40的整数，下标c为20
‑
200的整数，用量为有机硅组合物总质量的20
‑
50%。
B. 丙烯酸羟烷基酯
[0008]一种结构通式为如下的丙烯酸羟烷基酯：分子结构中R为氢；R0选自1
‑
羟基乙基、2
‑
羟乙基、1
‑
羟丙基、2
‑
羟丙基、3
‑
羟丙基、1
‑
羟基异丙基、2
‑
羟基异丙基、3
‑
羟基异丙基、1
‑
羟丁基、2
‑
羟丁基、3
‑
羟丁基或4
‑
羟丁基，用量为有机硅组合物总质量的15
‑
25%。
[0009]C．含氟丙烯酸酯含氟丙烯酸酯选自丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸八氟戊酯，用量为有机硅组合物总质量的15
‑
25%。
D．催化剂Ⅰ[0010]催化剂Ⅰ为氯铂酸异丙醇溶液，用量为有机硅组合物总质量的0.01%
‑
0.2%。
E．偶联剂
[0011]所述偶联剂结构式为(Y(CH2)
n
)
P
Si(OR1)
q
其中，R1为选自甲基、乙基、丙基、丁基；p为0或1，q为1~4的整数，p+q=4，n为0~16的整数；Y选自甲基、氨基、甲基丙烯酰氧基、环氧基、乙烯基、巯基、氰基；具体选自：3
‑
甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、12
‑
氨十二烷基三甲氧基硅烷、3
‑
缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基
硅烷、甲基三乙酸基硅烷、正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅氧烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷。用量为有机硅组合物总质量的1~4%。
F. 二氧化硅
[0012]二氧化硅为疏水二氧化硅，用量为有机硅组合物总质量的2
‑
10%。
H. MQ硅树脂
[0013]MQ硅树脂为由链节(CH3)3SiO
l/2
(M单元)和链节SiO
4/2
(Q单元)组成的MQ树脂，二者之间的摩尔比为（0.4～1.2）：1.0，用量为有机硅组合物总质量的3~10%。
I.催化剂Ⅱ[0014]催化剂Ⅱ为碱性催化剂，选自NaOH、KOH、硅醇酸钾、硅醇酸钠、甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾、乙醇钾、b－羟乙基三甲基胺、四甲基氢氧化铵。用量为有机硅组合物总质量的0.5~2%。
J. 聚醚改性聚硅氧烷
[0015]所述聚醚改性聚硅氧烷的结构式如下：MD
x
(CH3GSiO)
y
M其中，M为链节(CH3)3SiO
l/2
，D为链节(CH3)2SiO
2/2
；G为聚醚基团，用下面本文档来自技高网...

【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，由以下组分组成：A．含氢聚有机硅氧烷：用量为有机硅组合物总质量的20
‑
50%；B．丙烯酸羟烷基酯，用量为有机硅组合物总质量的15
‑
25%；C．含氟丙烯酸酯，用量为有机硅组合物总质量的15
‑
25%D．催化剂Ⅰ为氯铂酸异丙醇溶液，用量为有机硅组合物总质量的0.01%
‑
0.2%E．偶联剂，用量为有机硅组合物总质量的1~4%；F．二氧化硅，用量为有机硅组合物总质量的2
‑
10%；H．MQ硅树脂，用量为有机硅组合物总质量的3~10%；I．催化剂Ⅱ为碱性催化剂，用量为有机硅组合物总质量的0.5~2%；J．聚醚改性聚硅氧烷，用量为有机硅组合物总质量的2~10%；所述有机硅组合物的制备方法为：步骤1：将含氢聚有机硅氧烷、含氟丙烯酸酯和丙烯酸羟烷基酯加入到反应容器中，滴加加入催化剂Ⅰ，在80
‑
130℃时反应1
‑
4h，得到混合物M；步骤2：反应完毕后，继续加入偶联剂、二氧化硅在反应容器混合，滴加加入碱性催化剂，在80
‑
150℃时反应1
‑
4h，得到混合物N；步骤3：最后加入MQ树脂和聚醚改性聚硅氧烷，在80
‑
150℃保温1
‑
4h，得到有机硅组合物。2.如权利要求1所述的一种有机硅组合物，其特征在于，所述的含氢聚有机硅氧烷的结构通式如下：H
a
Me3‑
a
SiO(SiMeHO)
b
(SiMe2O)
c
SiMe3‑
a
H
a
其中Me为甲基，下标a为1或者2，下标b为1
‑
40的整数，下标c为20
‑
200的整数。3.如权利要求1所述的一种有机硅组合物，其特征在于，所述的丙烯酸羟烷基酯的结构通式如下：分子结构中R为氢；R0选自1
‑
羟基乙基、2
‑
羟乙基、1
‑
羟丙基、2
‑
羟丙基、3
‑
羟丙基、1
‑
羟基异丙基、2
‑
羟基异丙基、3
‑
羟基异丙基、1
‑
羟丁基、2
‑
羟丁基、3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：董飞，黄伟，孙超，曹添，
申请(专利权)人：江苏四新科技应用研究所股份有限公司，
类型：发明
国别省市：