一種本體型涂料用消泡劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種本體型用涂料消泡劑，消泡劑屬于精細化學制劑，因此本發明隸 屬于精細化工技術領域。
【背景技術】
[0002] 在人類社會的今天，環保已經是一個永恒的話題，滲透著生活的各個方面，毫無疑 問，居住場所的安全環保是關乎人身健康的一個大問題，涂料作為一項必不可少的裝修材 料，一直向環保的方向靠攏，水性涂料就是其中的佼佼者。不管是水性涂料的生產還是施工 過程，由于表面活性劑的存在，勢必產生大量泡沫，導致生產效率下降甚至無法正常生產， 施工表面出現縮孔、魚眼等缺陷，無法獲得滿意的效果。因此，消泡劑成為水性涂料中必不 可少的一種添加劑。
[0003] 消泡劑主要分為有機硅消泡劑和非有機硅消泡劑，具體到應用在水性涂料中的消 泡劑，主要為改性有機硅消泡劑和礦物油消泡劑兩大類。礦物油消泡劑作為一款發展較早 的涂料用消泡劑，消泡能力差導致添加量高、礦物油影響光澤度等一系列缺點慢慢顯露出 來，且因為礦物油加疏水粒子的傳統組合不能滿足消泡要求，往往在其中加入少量的聚硅 氧烷作為消泡助劑，但因為聚硅氧烷和水性涂料體系的相容性差，極易引起涂層缺陷，在一 定程度上制約了聚硅氧烷的用量及類型選擇。改性有機硅消泡劑主要成分為聚醚改性聚硅 氧烷，相較于礦物油消泡劑，消泡能力有明顯提高，添加量大大下降，對水性涂料的光澤度 不會產生影響，通過聚醚鏈節的親水性和硅油鏈節的疏水性相結合，可以兼顧消泡和相容 性兩個方面，不會引起涂層缺陷。
[0004] 關于涂料用改性有機硅類消泡劑的介紹很多。公開號為CN104667585A的專利介 紹了一種聚醚改性聚硅氧烷與表面活性劑復配制備消泡劑的方法，消泡性能良好。公開號 為CN102527096A的專利介紹了一種有機硅消泡劑的制備方法，在聚醚改性有機硅的基礎 上，在有機硅氧烷主鏈上接枝具有樹狀結構的聚醚基團，解決了消泡速度欠佳和對溫度敏 感的問題。公開號為CN102993815A的專利介紹了一種含有氫、甲基、乙酰基或丁基封端的 聚醚改性硅氧烷的組合物，作為涂料施涂中的除氣劑。
[0005] 在上述專利中，均使用一種聚醚改性聚硅氧烷作為消泡活性物，難以兼顧消泡劑 在涂料中的消抑泡性能和涂層性能。
[0006][0007] 此外，用于水性涂料的消泡劑分為本體型和乳液型兩種。公開號為CN104722102A 的專利介紹了一種高效聚醚有機硅消泡劑的制備方法，用一種丙烯酸酯類單體或含雙鍵單 封端聚氨酯丙烯酸酯大分子單體與烯丙基聚醚作為復合改性劑改性含氫硅油，制得聚醚有 機硅母液，再與二甲基硅油、羥基硅油、白炭黑、非離子乳化劑、去離子水復配，起到消泡作 用，用此方法制備的乳液型消泡劑由于聚醚改性聚硅氧烷和硅油之間的相容性差而出現不 穩定現象。公開號為CN103657161A的專利介紹了一種用于涂料的乳液型消泡劑，但乳化工 藝要求高、添加量高和易油水分離是其存在的缺陷，本體型消泡劑可以完全避開這些問題。
【發明內容】
[0008] 本發明通過在聚醚和烷基共同改性的聚硅氧烷中先加入烷基改性聚硅氧烷和脂 肪醇聚醚，不僅提高了消泡和抑泡性能，烷基改性聚硅氧烷與脂肪醇聚醚的相容性問題也 得到解決；然后在較低溫度下加入聚醚改性聚硅氧烷和有機烴類物質的混合物，既保證了 有機烴類物質對涂層的流平性，又使得有機烴類物質與脂肪醇聚醚之間、聚醚改性聚硅氧 烷與烷基改性聚硅氧烷之間的相容性變好，由此制得的本體型消泡劑兼顧消抑泡性能和涂 層性能，且具有添加量低的優點。
[0009] 本發明的本體型涂料用消泡劑由以下組分組成： A.烷基和聚醚改性聚硅氧烷 所述烷基和聚醚改性聚硅氧烷是由技術領域內公知技術制備的，將含氫聚有機硅氧 烷、不飽和聚醚和a-烯烴加入反應容器中，并加入鉑含量為l~20ppm的氯鉑酸異丙醇溶液 催化劑，在8(Tl80°C反應0. 5~3h制得，結構通式如下：
其中，R1為甲基、乙基、丙基、丁基或苯基，R2為碳原子數為2~5的直鏈烷基，R3為碳原 子數為8~20的直鏈烷基，下標a為60~100,下標A為10~40,下標c為10~30,下標〇為1~8， 下標e為10~30,其用量為消泡劑總質量的20~35%。
[0010] B.聚醚改性聚硅氧烷 所述聚醚改性聚硅氧烷是由技術領域內公知技術制備的，將含氫聚有機硅氧烷和 不飽和聚醚加入反應容器中，并加入鉑含量為l~20ppm的氯鉑酸異丙醇溶液催化劑，在 8(Tl80°C反應0. 5~3h制得，結構通式如下：
其中，R4為甲基、乙基、丙基、丁基或苯基，R3為碳原子數為2飛的直鏈烷基，下標仿為 20~50,下標為50~100,下標為10~30,下標^為1~8,其用量為消泡劑總質量的10~30%。
[0011] C?烷基改性聚硅氧烷 所述烷基改性聚硅氧烷是由技術領域內公知技術制備的，將含氫聚有機硅氧烷 和a-烯烴加入反應容器中，并加入鉑含量為l~20ppm的氯鉑酸異丙醇溶液催化劑，在 8(Tl30°C反應2~5h制得，結構通式如下：
其中，R6為甲基、乙基、丙基、丁基或苯基，R7為碳原子數為8~24的直鏈烷基，下標s為 50~100,下標（為20~40,其用量為消泡劑總質量的2~8%。
[0012] D?脂肪醇聚醚 所述脂肪醇聚醚結構通式如下： R80(C2H40)x(C3H60)yH 其中，Rs為碳原子數為1〇~30的直鏈或支鏈烷基，下標x為1飛，下標7為1〇~25,其用 量為消泡劑總質量的1〇~30%。
[0013]E.有機烴類物質 所述有機烴類物質選自機械油、煤油、柴油、重油、白油、環烷油，其用量為消泡劑總質 量的 20~30%。
[0014] 本發明的本體型消泡劑的制備步驟： (1) 將烷基和聚醚改性聚硅氧烷A、烷基改性聚硅氧烷C和脂肪醇聚醚D-起加入攪拌 反應釜中，開啟攪拌，升溫至14(T180°C，保溫l~3h，然后緩慢降溫至5(T80°C，得到消泡活 性物Y; (2) 將聚醚改性聚硅氧烷B和有機烴類物質E加入另一攪拌反應釜中，開啟攪拌，升溫 至9(T12(TC，保溫0. 5~2h，然后降溫至室溫，得到混合物W; (3 )保持消泡混合物Y的溫度在50~80°C，將混合物W在此溫度下加入消泡混合物Y中， 一邊攪拌一邊降溫，溫度降至室溫即得本發明消泡劑。
【具體實施方式】
[0015] 實施例1 將20g改性聚硅氧烷A(R1為甲基，R2為碳原子數為4的直鏈烷基，R3為碳原子數為8 的直鏈烷基，a為80,A為25,c為30,c為2,e為15)、5g改性聚硅氧烷C(R6為丙基，R7為 碳原子數為8的直鏈烷基，s為80，（為25)和18g脂肪醇聚醚D(R8為碳原子數為30的 支鏈烷基，x為5，為25) -起加入攪拌反應釜中，開啟攪拌，升溫至180°C，保溫2h，然后 緩慢降溫至80°C，得到消泡活性物Y; 將30g改性聚硅氧烷B(R4為甲基，R5為碳原子數為3的直鏈烷基，動30, 為50, 為15, ^為2)和27g煤油加入另一攪拌反應釜中，開啟攪拌，升溫至115°C，保溫1. 5h，然后 降溫至室溫，得到混合物W; 保持消泡混合物Y的溫度在80°C，將混合物W在此溫度下加入消泡混合物Y中，一邊攪 拌一邊降溫，溫度降至室溫即得本發明消泡劑I。
[0016] 實施例2 將35g改性聚硅氧烷A(R1為乙基，R2為碳原子數為5的直鏈烷基，R3為碳原子數為20 的直鏈烷基，a為60,A為40,c為25,c為1，e為10)、2g改性聚硅氧烷C(R6為丁基，R7為 碳原子數為16的直鏈烷基，s為50，（為30)和24g脂肪醇聚醚D(R8為碳原子數為26的 直鏈烷基，x為1，為1〇) -起加入攪拌反應釜中，開啟攪拌，升溫至150°C，保溫0. 5h，然 后緩慢降溫至60°C，得到消泡活性物Y; 將l〇g改性聚硅氧烷B(R4為甲基，R5為碳原子數為4的直鏈烷基，動50, 為70, 為10, ^為1)和29g柴油加入另一攪拌反應釜中，開啟攪拌，升溫至105°C，保溫2h，然后降 溫至室溫，得到混合物W; 保持消泡混合物Y的溫度在60°C，將混合物W在此溫度下加入消泡混合物Y中，一邊攪 拌一邊降溫，溫度降至室溫即得本發明消泡劑II。
[0017] 實施例3 將28g改性聚硅氧烷A(R1為丙基，R2為碳原子數為2的烷基，R3為碳原子數為14的 直鏈烷基，a為100,A為