一种有机硅乳液的制备方法与流程

1.本发明涉及了一种有机硅乳液的制备方法，具有较强的消抑泡性能和稳定性，因此隶属于精细化工制剂技术领域。


背景技术：

2.在日化、造纸、纺织印染、水处理、食品加工、石油化工等诸多行业中，不可避免地产生过多的泡沫，严重影响工业生产，如降低生产能力、影响产品质量、影响生产的正常进行等。因此在这些水性体系中，需要控制或防止泡沫的产生，而消泡剂成为一种必不可少的添加剂。有机硅消泡剂是目前应用最为广泛的消泡剂，根据消泡剂状态，可以分为固体有机硅消泡剂、液体有机硅消泡剂。同时评价一种液体有机硅消泡剂的好坏，出了需要有良好的消抑泡性能以外，同时需要有良好的稳定性，稳定性不好的消泡剂在应用时会引起不好的后续反应，例如纺织行业可能引起硅斑、造纸行业有可能引起后期碱回收效率等等。关于液体有机硅消泡剂的制备方法研究很多，专利cn102284198a、cn102527096a提出了聚醚改性聚硅氧烷，通过在聚硅氧烷主链上以si-c或si-o-c键接枝亲水的聚醚链段，具有一定的乳化性；专利ep0341952则是将聚有机硅氧烷和聚醚改性聚硅氧烷复配使用，进一步提高乳液的消抑泡性能，但是其稳定性有待加强；专利cn103074784提供了一种以淀粉作为稳定剂的方法提高乳液稳定性，但是由于稳定剂用量较大，使得消抑泡性能变差。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种有机硅乳液的制备方法，具有有优秀的稳定性，同时保持优异的消抑泡性能。
4.本发明通过引入丙烯酸酯改性硅油稀释有机硅组合物，进一步提高消抑泡性能的同时，提高乳化效率，同时引入高分子丙烯酸酯类乳化剂，与丙烯酸酯改性硅油协同作用，进一步提高乳化效率，最终提高消泡剂的稳定性。
5.所述的有机硅消泡剂由有机硅组合物、丙烯酸改性聚硅氧烷、高分子乳化剂、增稠剂和水组成：a. 有机硅组合物本发明所述的有机硅组合物，是技术人员按公知技术，主要由聚二甲基硅氧烷、偶联剂、有机硅树脂和二氧化硅制备而成。
6.有机硅组合物的用量为有机硅消泡剂总质量的10~20%。
7.b.丙烯酸酯改性聚硅氧烷所述丙烯酸酯改性聚硅氧烷是通过含氢硅油和丙烯酸酯反应制得，制备过程中选用氯铂酸异丙醇溶液作为催化剂，反应温度为90-120℃。丙烯酸酯改性聚硅氧烷的结构式如下：md
a
(me ysio) bm
其中：m为链节r3sio
l/2
，d为链节r2sio
2/2
，r相同或不同，选自氢原子、一价的取代或非取代的碳原子数为1~20的烃基；me为甲基；y的结构式为：
-ꢀ
ch2chcoo(ch2)
m
ch 3
，a为10~500
的整数，b为1~50的整数，z为2~6的整数，g为1~36的整数，m为0~3的整数;丙烯酸酯改性聚硅氧烷的用量为有机硅消泡剂总质量的4-10%。
8.c.高分子乳化剂所述的高分子乳化剂为（甲基）丙烯酸单体与（甲基）丙烯酸烷基酯类单体形成的聚合物，其中甲基丙烯酸烷基酯类单体中的烷基为c15-c25的烷基酯，高分子高分子乳化剂的用量为有机硅消泡剂总质量的5-15%。
9.d. 增稠剂所述的增稠剂来调节产品粘度，所述增稠剂选自聚丙烯酰胺、卡波姆、汉生胶、纤维素醚类、聚丙烯酸酯，优选为聚丙烯酸酯增稠剂，增稠剂的用量为有机硅消泡剂总质量的0.1~3%。
10.e. 水水为去离子水，用量为有机硅消泡剂总质量的55~65%，水分为两部分e1和e2使用，e1用量为水总质量的20-30%，e2用量占水总质量的70%-80%。
11.所述的一种有机硅乳液的制备方法，其步骤如下：（1）将有机硅组合物a、丙烯酸酯改性聚硅氧烷b混合均匀，形成混合物m；（2）将高分子乳化剂加入到水e1中，保持温度60~80℃，搅拌15~25min，使得乳化剂分散均匀，得到混合物n；（4）维持乳化温度60~80℃，将混合物n缓慢加入到混合物m中去，加入时间为0.5~2h；（5）最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用增稠剂d和剩余量的水e2稀释得到所述有机硅消泡剂。
12.下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明。
具体实施方式
13.本发明实施方式中所用的有机硅组合物按照专利号为cn103804834b的“一种有机硅组合物及其制备方法”中实施例1制备。
14.本发明实施方式中所用的高分子乳化剂c1为丙烯酸单体与丙烯酸烷基酯(c15)聚合得到；高分子乳化剂c2为丙烯酸单体与丙烯酸烷基酯(c25)聚合得到；高分子乳化剂c3为甲基丙烯酸单体与丙烯酸烷基酯(c20)聚合得到；高分子乳化剂c4为甲基丙烯酸单体与丙烯酸烷基酯(c18)聚合得到。
15.实施例1将10g有机硅组合物、10g丙烯酸酯改性聚硅氧烷（r为氢原子、a为10，b为25，m为3）混合均匀，形成混合物m1；将15g高分子乳化剂c1加入到12.4g水中，保持温度60℃，搅拌25min，使得乳化剂分散均匀，得到混合物n1；维持乳化温度60℃，将混合物n1缓慢加入到混合物m1中去，加入时间为2h；最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用3g增稠剂和剩余量的49.6g水稀释得到所述有机硅消泡剂。
16.实施例2将20g有机硅组合物、4g丙烯酸酯改性聚硅氧烷（r为甲基、a为200，b为40，m为0）混合均匀，形成混合物m2；将10g高分子乳化剂c2加入到19.2g水中，保持温度80℃，搅拌15min，使得乳化剂分散均匀，得到混合物n2；维持乳化温度80℃，将混合物n2缓慢加入到混合物m2中
去，加入时间为0.5h；最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用2g增稠剂和剩余量的44.8g水稀释得到所述有机硅消泡剂。实施例3将20g有机硅组合物、9.9g丙烯酸酯改性聚硅氧烷（r为乙基，a为500，b为1，m为1）混合均匀，形成混合物m3；将5g高分子乳化剂c3加入到16.25g水中，保持温度70℃，搅拌20min，使得乳化剂分散均匀，得到混合物n3；维持乳化温度70℃，将混合物n3缓慢加入到混合物m3中去，加入时间为1h；最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用0.1g增稠剂和剩余量的48.75g水稀释得到所述有机硅消泡剂。
17.实施例4将19g有机硅组合物、9g丙烯酸酯改性聚硅氧烷（r为癸基、a为200，b为15，m为2）混合均匀，形成混合物m4；将14g高分子乳化剂c4加入到11g水中，保持温度65℃，搅拌18min，使得乳化剂分散均匀，得到混合物n4；维持乳化温度65℃，将混合物n4缓慢加入到混合物m4中去，加入时间为1h；最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用3g增稠剂和剩余量的44g水稀释得到所述有机硅消泡剂。
18.实施例5将15g有机硅组合物、8g丙烯酸酯改性聚硅氧烷（r为c20烷基，a为100，b为40，m为2）混合均匀，形成混合物m5；将13g高分子乳化剂c1加入到18.75g水中，保持温度75℃，搅拌23min，使得乳化剂分散均匀，得到混合物n5；维持乳化温度75℃，将混合物n5缓慢加入到混合物m5中去，加入时间为1.5h；最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用1.5g增稠剂和剩余量的43.75g水稀释得到所述有机硅消泡剂。
19.对比例1将15g高分子乳化剂c1加入到12.4g水中，保持温度60℃，搅拌25min，使得乳化剂分散均匀，得到混合物n1；维持乳化温度60℃，将混合物n1缓慢加入到20g有机硅组合物中去，加入时间为2h；最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用3g增稠剂和剩余量的49.6g水稀释得到所述有机硅消泡剂。
20.对比例2将20g有机硅组合物、4g丙烯酸酯改性聚硅氧烷（r为甲基、a为200，b为40，m为0）混合均匀，形成混合物m2；将10g非离子乳化剂失水山梨醇醚聚氧乙烯酯加入到19.2g水中，保持温度80℃，搅拌15min，使得乳化剂分散均匀，得到混合物n6；维持乳化温度80℃，将混合物n6缓慢加入到混合物m2中去，加入时间为0.5h；最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用2g增稠剂和剩余量的44.8g水稀释得到所述有机硅消泡剂。
21.对比例3将20g有机硅组合物、9.9g丙烯酸酯改性聚硅氧烷（r为乙基，a为500，b为1，m为1）混合均匀，形成混合物m3；维持乳化温度70℃，将5g高分子乳化剂c3缓慢加入到混合物m3中去，加入时间为1h；最后将得到的乳液产品通过胶体磨均质化，用0.1g增稠剂和65g水稀释得到所述有机硅消泡剂。
22.消泡剂的测试方法测试设备：100ml具塞量筒，天子天平（精度0.001g），秒表，玻璃烧杯，电炉，温度计，玻璃棒。
23.测试方法：a)摇瓶测试用具塞量筒取50ml的规定标准起泡介质（5
‰
abs水溶液），在60℃恒温条件下，加入消泡剂样品0.03g，盖上瓶塞，以2次/秒的频率，30~35cm的摆幅上下摇动量筒数次，静置并开始计时，记录泡沫消至液面出现所用时间，即得本次摇瓶的消抑泡时间，测试结果如下表1：表1消抑泡性能测试结果b)稳定性测试：运用formulaction/turbiscan tower/多重光散射稳定性分析仪测试样品的稳定性，测试温度为40℃、样品用量为20g，测试结果中tsi指数越小，则样品稳定性越好。
24.表2稳定性性能测试