[发明专利]一种改性聚硅氧烷组合物的制备及应用

说明书

本发明涉及一种改性聚硅氧烷组合物及其乳液的制备方法，通过聚硅氧烷与乙烯基硅树脂、α‑烯烃反应，形成空间网状结构的聚硅氧烷，然后通过加入结构控制剂使得交联终止，并加入二氧化硅和惰性硅树脂分散，最后脱气处理得到所述改性聚硅氧烷组合物。这种组合物在形成过程中不会涉及到高温环境，得到的组合物在储存过程中的粘度没有明显的变化，便于后期的运输和使用。用这种组合物与乳化剂、增稠剂和水在强剪切的情况下制得有机硅乳液，在日化行业、工业清洗、造纸等行业中有着很好的抑制泡沫的效果。

技术领域

本发明涉及一种改性聚硅氧烷组合物制备，用这种组合物可以制备成乳液型、溶剂型和固体型的泡沫控制助剂，属于精细化工制剂技术领域。

背景技术

泡沫是生活和工作中常见的现象，在有的行业中需要利用泡沫，例如食品蛋糕、聚氨酯、泡沫灭火；而在有更多的行业中，则需要控制泡沫或消除泡沫，因为泡沫在嗯哒程度上给工业生产带来危害，例如降低机器的工作效率、延误劳动时间、影响产品的质量、影响生态环境等。

消除有害泡沫的方法主要有物理方法和化学方法，物理法主要是指包括升温、高压喷淋等等通过物理措施消除泡沫；而化学方法则是通过添加化学助剂（消泡剂、控泡剂）的方法来消除危害泡沫，消泡剂本身不与体系发生任何化学反应，而是通过表面张力的变化，使得泡膜变薄，最后破裂的。添加消泡剂的方法消泡是目前大量采用的消泡方法，目前，消泡剂已经广泛应用于造纸、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，成为生产过程中不可缺少的功能性助剂。

消泡剂不具有通用性，结合不同的体系特征（pH值、温度、压力、组成物质等等），所选择的消泡剂也不尽相同，这就使得消泡剂具有多样性。根据消泡活性物的不同，消泡剂分为矿物油型、聚醚型、有机硅、脂肪醇型等几种主要类型。与其他消泡剂相比，在富含表面活性剂的体系中，有机硅氧烷类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，因而很受青睐。

消泡活性物（硅膏）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。最原始的硅膏是由聚二甲基硅氧烷和二氧化硅经过升温值180度处理得到的，如US4639489介绍的就是这样的，但是由于其不能够持久抑泡，即抑泡性能差。为了提升有机硅消泡剂的抑制泡沫的性能，主要从聚硅氧烷的结构、白炭黑的种类以及加工制造工艺上开展研究：例如US5153258用轻度交联的聚硅氧烷与二氧化硅粒子混合；US5531929用主链含-CH₂CH₂-的聚硅氧烷和二氧化硅制备耐碱性的硅膏；US5824739用氨基聚有机硅氧烷或羧基聚硅氧烷与二氧化硅混合；EP163541B1用支链聚有机硅氧烷和亲水二氧化硅混合处理制备硅膏；EP1016442A2用羟基聚硅氧烷和二氧化硅混合制备硅膏。US2007112078则用聚硅氧烷和两种白炭黑以及两种硅树脂混合制备硅膏；US20080644806则在工艺上研究得到的结论是最终产物的粘度要低于初始粘度的50%的硅膏才是好的硅膏。WO2018024859介绍用大粘度的交联剂和硅橡胶在室温条件下反应制备硅膏。

从有机硅活性物的研究来看，聚硅氧烷结构的改变是很多人重点把控的方向，例如US2014024571A1、US2017087483、US6521586、US2005239908、CN103170166、CN101048212、EP1070526A2、US2006020082A1等等几十件专利都是介绍用烯烃、苯基改性聚硅氧烷制备硅膏，通过交联来提高控制泡沫的能力，这些专利都介绍产品可以用于洗衣粉、洗衣液、造纸黑液、乳液聚合等体系中。但是，这些硅膏都有一个共同的问题，烯烃或苯基和聚硅氧烷的反应后的放热温度最高能达到200℃，容易造成安全事故，再者就是得到的粘度较大，在储存过程中硅膏的粘度依然会进一步变大，有的粘度达到200,000mPa.s，容易在应用体系中形成“硅斑”沉积。这样的硅膏在使用过程中有很大的风险。

发明内容