用于水性體系的消泡劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于精細化工助劑領域，涉及水性消泡劑，特別是涉及用于水性涂料的改 性有機硅消泡劑。
【背景技術】
[0002] 隨著人類環(huán)保意識的增強，尤其是2015年我國開始征收涂料消費稅和家具產(chǎn)業(yè) 的"排污費"，直接擴大了水性涂料在工業(yè)涂料中的應用范圍。水性涂料在工業(yè)生產(chǎn)過程中 往往需要加入一定量的表面活性劑，以滿足溶液體系在諸如清洗、潤滑等方面的特殊要求。 加有表面活性劑的溶液體系因存在氣體或攪拌等因素，易生產(chǎn)大量的泡沫，這些泡沫不消 除會影響到涂料的施工和涂料本身的質(zhì)量，例如在色漿中要使得吸附在細小顏料表面的空 氣完全消除的話，就必須加入消泡劑。
[0003] 目前大量使用的消泡劑主要集中在硅油型和聚醚型兩大類。硅油型消泡劑屬低 毒、抗氧化、破泡能力較強的消泡劑，且由于硅油本身具有親油性，因此對油溶性溶液的消 泡具有令人滿意的效果。但是它的水溶性較差，使其在水性體系中的使用受到了一定的限 制。聚醚消泡劑的優(yōu)點是親水性好，且抑泡能力較強，因此在水性體系中有較好的消泡效 果。但是它有一個致命的缺點，就是破泡率低，一旦產(chǎn)生了大量的泡沫，聚醚消泡劑本不能 一下有效地消除泡沫，而需補加一定量的消泡劑才能慢慢解決問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，針對現(xiàn)有技術，本發(fā)明要解決的技術問題是，將上述兩種消泡劑有機地結 合起來，發(fā)揮兩者優(yōu)勢，即產(chǎn)生了一種高效水性消泡劑：改性有機硅消泡劑。其活性組分硅 膏來提高消抑大泡性能，而活性組分聚醚改性有機硅兼并硅油型和聚醚型兩種消泡劑特性 用來提高消抑微泡性能及解決消泡劑與水性體系的相容問題。
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于水性體系中的消泡劑的制備方法。
[0006] 本發(fā)明所采取的技術方案是： 一種用于水性體系的消泡劑的制備方法，包括如下步驟： 1) 將硅油、氣相二氧化硅、催化劑按比較加入到反應容器中，在氮氣保護攪拌條件下升 溫至80~200°C，反應2~IOh制得硅膏； 2) 按配比將含氫硅油、烯丙基聚醚加入到反應容器中，在氮氣保護下攪拌，升溫至 65~120°C，加入引發(fā)劑反應2. 5~12h制得聚醚改性有機硅； 3) 將步驟a)得到的硅膏、步驟b)得到聚醚改性有機硅、乳化劑一并加入反應容器中， 在高速攪拌下加水乳化、加入增稠劑調(diào)節(jié)黏度750~1300mpa. s得到產(chǎn)物。
[0007] 本發(fā)明消泡劑的活性組分主要包括：硅膏、聚醚改性有機硅、乳化劑、增稠劑。在 制備成消泡劑乳液時，以上活性物質(zhì)含量一般為乳液總質(zhì)量的1-9. 5%，硅膏和聚醚改性有 機硅共占活性物總質(zhì)量的70~90 %。其余為分散介質(zhì)，本發(fā)明所用的分散介質(zhì)為去離子水。 各活性組分的制備方法如下： I、硅膏的制備 按一定比例，將硅油、氣相二氧化硅、催化劑加入到反應容器中，在攪拌條件下升溫至 80~200°C，反應2~10h制得硅膏。
[0008] A、上述硅油采用的是聚二甲基硅油，結構通式如下：
其中，η為1~999的整數(shù)，X、Y分別為甲基、環(huán)氧基、氣基、苯基、氛基、乙烯基、丙烯基中 的一種，其黏度為l〇〇~l〇〇〇〇〇cs。
[0009] B、上述氣相二氧化硅為親水性氣相二氧化硅或疏水性氣相二氧化硅，其比表面積 為50~500m2/g，其用量占硅油總量的0. 5~20%。
[0010] C、上述的催化劑為醋酸、油酸、鹽酸、硫酸中的一種或兩種混合，其用量占硅油總 量的 0. 1~1%。
[0011] 2、聚醚改性有機硅的制備 按配比將含氫硅油、烯丙基聚醚加入到反應容器中，在氮氣保護下攪拌、升溫至 65~120°C，加入引發(fā)劑反應2. 5~12h制得聚醚改性有機硅。
[0012] A、上述的含氫硅油為端基含氫硅油、側鏈含氫硅油中的一種或兩種混合，結構通 式如下：
其中，η為1~999的整數(shù)，X、Y為-H或-CH3且X、Y中至少有一個為-H， 含氫量為〇. 〇1~5% Β、上述的烯丙基聚醚為烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯基醚，其結構通式如下：
其中，η 與 m 為 0~150 的整數(shù)、n+m ^l、l/6<n:m^i6。
[0013] C、上述的催化劑為鉑金屬催化劑，為卡特斯德零價鉑絡合物、硒醚鉑配合物、氯 鉑酸水合物、硫鉑配合物、硒雜冠醚鉑配合物、螯合型鉑配合物、富勒烯及其衍生物鉑配合 物、稀丙基硅氧烷銷配合物中的一種，用量為0~120ppm。
[0014] 3、消泡劑的制備 按一定比例，將上面得到的硅膏、聚醚改性有機硅，同乳化劑一并加入反應容器中，在 高速攪拌下加水乳化、加入增稠劑調(diào)節(jié)黏度750~1300mpa. s制得所需消泡劑。
[0015] A、上述的娃膏占總量的l~3wt%，聚醚改性有機娃占總量的3. 5~8wt%。上述水為去 離子水，作為分散介質(zhì)占總質(zhì)量的87. 5~98%。
[0016] B、上述的乳化劑可以是非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性 劑和兩性表面活性劑，本發(fā)明優(yōu)選非離子表面活性劑：失水山梨醇單硬脂酸酯（S-60)、失 水山梨醇單油酸酯（S-80)、失水山梨醇三硬脂酸酯（S-65)、失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯 醚酯（T-60)、失水山梨醇單油酸聚氧乙烯醚酯（T-80)、脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙 稀醚、烷基酸聚氧乙稀醚等，用量占總量的]~3wt%。
[0017] C、上述的增稠劑為漢生膠、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、PVA、羥乙基纖維素、聚 甲基丙烯酸酯中的一種或多種混合，用量占總量的0. 2~0. 5wt%。
[0018] 相對現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果為： 1 )、消泡劑活性成分較低，制造成本低，更環(huán)保，整個制備過程可控，操作簡單，無溶劑 揮發(fā)，非常適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0019] 2)、制得消泡劑乳化穩(wěn)定、在水性體系中相容性好、易分散、表面張力低、消泡迅 速、抑泡時間長、且其耐熱性、抗剪切性及耐酸堿鹽性能好等優(yōu)點，能適合多種場合。
[0020] 3)、消泡劑可單獨使用，也可與其他助劑配合使用，穩(wěn)定性好，不發(fā)生破乳飄油現(xiàn) 象，也無沉淀物產(chǎn)生，不會引起涂膜縮孔。
[0021 ] 4 )、消泡劑非水性體系也非常有效。
[0022]
【具體實施方式】
[0023] 首先，說明本發(fā)明的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法。
[0024] 本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，包括如下步驟： 1) 將硅油、氣相二氧化硅、催化劑按比較加入到反應容器中，在氮氣保護攪拌條件下升 溫至80~200°C，反應2~IOh制得硅膏； 2) 按配比將含氫硅油、烯丙基聚醚加入到反應容器中，在氮氣保護下攪拌，升溫至 65~120°C，加入引發(fā)劑反應2. 5~12h制得聚醚改性有機硅； 3) 將步驟1)得到的硅膏、步驟2)得到聚醚改性有機硅、乳化劑一并加入反應容器中， 在高速攪拌下加水乳化、加入增稠劑調(diào)節(jié)黏度750~1300mpa. s _得到產(chǎn)物 在根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，優(yōu)選地，所述硅膏、所述聚醚 改性有機硅、所述乳化劑和所述增稠劑為消泡劑乳液的活性物質(zhì)，所述活性物質(zhì)占所述消 泡劑乳液的質(zhì)量百分比為1~9. 5%，所述硅膏和所述聚醚改性有機硅的質(zhì)量和占所述活性 物質(zhì)質(zhì)量百分比為70~90%。
[0025] 在根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，優(yōu)選地，步驟1)中，所述 硅油為甲基、環(huán)氧基、氨基、苯基、氰基、乙烯基、丙烯中一種或兩種封端的二甲基硅油，其黏 度為100~100000CS ;所述氣相二氧化硅為親水性氣相二氧化硅或疏水性氣相二氧化硅，比 表面積為50~500m2/g，所述氣相二氧化硅占所述硅油的質(zhì)量百分比0. 5~20% ;所述催化劑 為醋酸、油酸、鹽酸、硫酸中的一種或兩種，用量占所述硅油的質(zhì)量百分比0. 1~1%。
[0026] 根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，優(yōu)選地，步驟2)中，所述 含氫硅油為側鏈含氫硅油和/或端基含氫硅油，氫質(zhì)量百分比為0. 〇1~5% ;所述烯丙基聚醚 為烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯基醚，其結構式為CH2=CHCH20(C2H40)n(C3H60)mCH3, η與m為 0~150的整數(shù)、1/6彡n:m彡6。
[0027] 根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，優(yōu)選地，步驟2)中，還加入 鉑金屬催化劑，所述鉑金屬催化劑用量為0~120ppm，選自卡特斯德零價鉑絡合物、硒醚鉑配 合物、氯鉑酸水合物、硫鉑配合物、硒雜冠醚鉑配合物、螯合型鉑配合物、富勒烯及其衍生物 鉑配合物、烯丙基硅氧烷鉑配合物中的一種。
[0028] 根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，優(yōu)選地，步驟3)中，所 述硅膏占總質(zhì)量的百分比為1~3%，聚醚改性有機硅占總質(zhì)量的3. 5~8% ;所述水為去離子 7K，占總質(zhì)量的百分比為87. 5~98% ;所述乳化劑為非離子表面活性劑，或陰離子表面活性 劑，或陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑；所述增稠劑為漢生膠、羧甲基纖維素鈉、甲基 纖維素、PVA、羥乙基纖維素、聚甲基丙烯酸酯中的一種或多種，用量占總質(zhì)量的百分比為 0· 2~0· 5%〇
[0029] 根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，優(yōu)選地，步驟3)中，所述 乳化劑為非離子表面活性劑，選自失水山梨醇單硬脂酸酯（S-60)、失水山梨醇單油酸酯 (S-80)、失水山梨醇三硬脂酸酯（S-65)、失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯醚酯（T-60)、失水 山梨醇單油酸聚氧乙烯醚酯（T-80)、脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙 烯醚中的一種，用量占總質(zhì)量的質(zhì)量百分比為1~3%。
[0030] 根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，進一步優(yōu)選地，步驟a)中， 所述硅膏制備條件為升溫至30~160°C、反應3. 5~5h。
[0031] 根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法，進一步優(yōu)選地，步驟b)中， 聚醚改性有機硅制備的條件為升溫至75~100°C、加入引發(fā)劑反應3~4h。
[0032] 其次，說明根據(jù)本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法的實施例。
[0033] 實施例1 本申請的所述用于水性體系的消泡劑的制備方法依次包括下述步驟： (1)將95份1000 cs二甲基硅油、4份疏水性氣相二氧化硅、1份油酸加入到反應容器 中，在攪拌條件下升溫至80°C、反應IOh制得硅膏； ⑵按摩爾比（-H):(CH2=CH- )=1:1，將0.18%側鏈含氫硅油、烯丙基聚醚（n:m=l:6) 加入到反應容器中，在氮氣保護下攪拌、升溫至