專利名稱：聚醚改性有機(jī)硅除泡劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除泡劑。具體說，本發(fā)明是一種用于清除石油化工、造紙、乳膠、紡織、食品、生物醫(yī)藥、涂料工業(yè)清洗等行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害泡沫的聚合物，該聚合物表面張力低、化學(xué)穩(wěn)定性高、消泡速度快、抑泡時間長、無生理毒性，兼具有機(jī)硅除泡劑、聚醚除泡劑兩者的優(yōu)點。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和環(huán)境治理力度的加大，除泡劑品種不斷出現(xiàn)，其中，聚硅氧烷除泡劑以其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、消泡速度快、抑泡時間長、無生理毒性、適用面廣等特點深受人們青睞，但是，它存在不耐高溫，不耐強(qiáng)堿，水中分散性差，需乳化使用等缺點；而聚醚類消泡劑雖然既耐高溫又耐強(qiáng)堿，但消泡速度慢。通過縮合接枝技術(shù)在聚硅氧烷鏈上引入聚醚鏈，使之具有二類除泡劑的優(yōu)點，成為一種性能優(yōu)良，有廣泛應(yīng)用前景的消泡劑。在硅醚共聚物的分子中，硅氧烷段是親油基，聚醚段是親水基。聚醚鏈段中聚環(huán)氧乙烷鏈節(jié)能提供親水性和起泡性，聚環(huán)氧丙烷鏈節(jié)能提供疏水性和滲透力，對降低表面張力有較強(qiáng)的作用。調(diào)節(jié)共聚物中硅氧烷段的相對分子質(zhì)量，可以使共聚物突出或減弱有機(jī)硅的特性。同樣，改變聚醚段的相對分子質(zhì)量，會增加或降低分子中有機(jī)硅的比例，對共聚物的性能也會產(chǎn)生影響。聚醚改性有機(jī)硅除泡劑是自乳化型除泡劑，很容易在水中乳化，在其濁點溫度以上時，失去對水的溶解性和機(jī)械穩(wěn)定性，并耐酸、堿和無機(jī)鹽，可用于苛刻條件下的除泡。此夕卜，也可用于二乙醇胺脫硫體系的消泡及各種油劑、切削液、不凍液、水性油墨等體系的消泡，也適用于印刷行業(yè)感光樹脂制版后，洗掉未固化樹脂的消泡，是一種很有代表性、性能優(yōu)良、用途廣泛的有機(jī)硅消泡劑。本發(fā)明用聚醚對聚硅氧烷進(jìn)行接枝改性，設(shè)計聚硅氧烷分子結(jié)構(gòu)，使得到的聚醚改性聚硅氧烷可直接用于除泡，無需添加任何助劑，無需復(fù)配，消泡、抑泡性能良好，能迅速溶于水中，穩(wěn)定性好，不會產(chǎn)生沉淀，具有良好的應(yīng)用前景.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種除泡劑聚醚改性有機(jī)硅氧烷的聚合物，該聚合物使用了順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和某些直鏈烯基醚進(jìn)行聚合反應(yīng)得到的聚醚對有機(jī)硅氧烷進(jìn)行接枝改性。具體地說，本發(fā)明聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑首先由順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和具有8 20個氧化烯基單位的直鏈氧化鏈烯基醚進(jìn)行游離基反應(yīng)得到聚醚共聚物，然后在鉬催化下該聚醚對有機(jī)硅氧烷進(jìn)行接枝反應(yīng)得到聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑。本發(fā)明所用直鏈氧化烯基醚具有如下式所示的組成R1O (AO) nR2其中在上式中R1表不C2_5鏈稀基；
R2表不Ch燒基；AO表不C2_20氧化烯基,其中0代表氧原子，A代表一種燒基；n表示氧化烯基數(shù)目為8至20摩爾，也即氧化烯基平均加成摩爾數(shù)為8-20，優(yōu)選加成摩爾數(shù)為10。本發(fā)明中聚醚共聚物是指順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和氧化烯基平均加成摩爾數(shù)為8-20的直鏈烯基醚聚合單體的共聚物，或者部分或完全水解產(chǎn)物。在上面所述直鏈氧化烯基醚分子式中，由R1表示的C2_5直鏈烯基包括乙烯基、丙烯基、甲基稀丙基、I，1- 二甲基_2_丙稀基和3_甲基-3- 丁稀基等，在這些基團(tuán)中，優(yōu)選使用烯丙基或甲基丙烯基。在上面所述直鏈氧化烯基醚分子式中，由AO表示的C2_2(l氧化烯基包括氧化乙烯、氧化丙烯等。其中優(yōu)選C2氧化烯基即氧化乙烯。在上面所述直鏈氧化烯基醚分子式中，由R2表示的CV4烷基包括如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基和叔丁基。優(yōu)先選擇CV2的燒基。本發(fā)明中所用有機(jī)硅氧烷需考慮兩個方面的因素，一個是有機(jī)硅氧烷的含氫率，含氫量對聚醚接枝反應(yīng)聚醚轉(zhuǎn)化率、除泡劑的交聯(lián)度有顯著影響。含氫量增加，聚醚轉(zhuǎn)化率降低，除泡劑交聯(lián)度增大。含氫量高的有機(jī)硅氧烷S1-H鍵分布密集，使接枝反應(yīng)聚醚受位阻效應(yīng)影響顯著，后續(xù)接枝反應(yīng)變得困難，聚醚轉(zhuǎn)化率降低。同時，有機(jī)硅氧烷中S1-H鍵在氯鉬酸催化作用下易發(fā)生脫水縮合而形成交聯(lián)物，有機(jī)硅氧烷含氫量增大，必然導(dǎo)致有機(jī)硅氧烷間脫水縮合的概率增大，從而使產(chǎn)物中交聯(lián)物含量的比例增大，交聯(lián)物的生成，使得產(chǎn)物的分布指數(shù)也不斷增大。從產(chǎn)物的性能看，隨著有機(jī)硅氧烷含氫量的增大，產(chǎn)物的濁點也逐漸增大.因為有機(jī)硅氧烷含氫量增加，分子鏈節(jié)中S1-H鍵也增多，繼而可以發(fā)生接枝反應(yīng)的機(jī)會增加，接上的聚醚鏈的絕對數(shù)量越多，產(chǎn)品的親水性能越好，濁點隨之提高。有機(jī)硅氧烷選擇考慮的另一個因素是有機(jī)硅氧烷的分子量。因為有機(jī)硅氧烷分子質(zhì)量增大，會導(dǎo)致以下兩個結(jié)果，即一個是聚醚接枝反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率增加，另一個是除泡劑交聯(lián)度增加。導(dǎo)致上述結(jié)果可能原因是，含氫量相同而有機(jī)硅氧烷分子質(zhì)量增加，會使S1-H鍵在有機(jī)硅氧烷鏈上的分布更分散，接枝反應(yīng)時聚醚受位阻效應(yīng)的影響較小，使得后續(xù)接枝反應(yīng)變得容易，轉(zhuǎn)化率增大。其次，有機(jī)硅氧烷分子質(zhì)量的增大，導(dǎo)致有機(jī)硅氧烷分子鏈變長，有機(jī)硅氧烷間脫水縮合的概率變大，產(chǎn)物中交聯(lián)物含量也會增大，分布指數(shù)變寬。本發(fā)明的聚醚改性有機(jī)硅氧烷共聚物除泡劑與常規(guī)除泡劑相比，該除泡劑是一種效率更高的除泡劑，能迅速溶于水，消泡、抑泡性能良好，耐熱性好，耐堿性好，也無沉淀產(chǎn)生.不用添加復(fù)配其他助劑，制備工藝簡單。優(yōu)于聚醚消泡劑和某些有機(jī)硅乳液消泡劑。本發(fā)明除泡劑所用聚醚共聚物是由順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和氧化烯基平均加成摩爾數(shù)為8-20的直鏈烯基醚聚合單體在油溶性過氧化物催化作用下，按游離基聚合聚合反應(yīng)機(jī)理聚合來制備。其中，順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和直鏈烯基醚聚合單體間的摩爾百分比為50 70 8 25 18 36 2 10，其中優(yōu)選比例為60 : 15 : 20 : 5。聚醚也可以用其水解的產(chǎn)物，一般為堿金屬鹽如鈉鹽或鉀鹽的水解產(chǎn)物。本發(fā)明的聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑已在化工合成過程中應(yīng)用，已經(jīng)實現(xiàn)了使合成過程消泡和持續(xù)抑泡的技術(shù)效果，使反應(yīng)裝置的投料量顯著增大，安全性得到提高。
達(dá)到本發(fā)明所希望效果的聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑使用濃度為0.01-0.20%,優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10%。傳統(tǒng)的除泡劑如醇、聚醚、胺、亞胺、酰胺等可以與本發(fā)明聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑混合使用。這些除泡劑可以先與本發(fā)明聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑一起用水溶解后混合使用，也可以分別次序投入使用。本發(fā)明聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑適用于乳膠、紡織上漿、食品發(fā)酵、生物醫(yī)藥、涂料、石油化工、造紙、工業(yè)清洗等行業(yè)。
具體實施例方式1、聚醚聚合物制備實施例
權(quán)利要求
1.一種聚醚改性有機(jī)硅聚合物除泡劑，其特征在于該聚合物使用了順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和某些直鏈烯基醚進(jìn)行游離基反應(yīng)得到的聚醚，然后在鉬催化下該聚醚對有機(jī)硅氧烷進(jìn)行接枝反應(yīng)得到聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑。
2.權(quán)利要求1所述聚醚共聚物是指順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和氧化烯基平均加成摩爾數(shù)為8-20的直鏈烯基醚聚合單體的共聚物。
3.權(quán)利要求1所述直鏈氧化烯基醚具有如下式所示的組成: R1O (AO) nR2 其中在上式中 R1表不C2_5鏈稀基； R2表不Ch燒基； AO表不C2_20氧化烯基,其中0代表氧原子，A代表一種燒基； n表示氧化烯基數(shù)目為8 至20摩爾，也即氧化烯基平均加成摩爾數(shù)為8-20，優(yōu)選加成摩爾數(shù)為10。
4.權(quán)利要求2所述聚醚共聚物中順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和直鏈烯基醚聚合單體間的摩爾百分比為50 70: 8 25: 18 36: 2 10，聚醚也可以用其水解的產(chǎn)物。
全文摘要
一種聚醚改性有機(jī)硅聚合物除泡劑，該聚合物使用了順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和某些直鏈烯基醚進(jìn)行聚合反應(yīng)得到的聚醚對有機(jī)硅氧烷進(jìn)行接枝改性。即本發(fā)明的除泡劑首先由順丁烯二酸酐、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和具有8～20個氧化烯基單位的直鏈氧化鏈烯基醚進(jìn)行游離基反應(yīng)得到聚醚共聚物，然后在鉑催化下該聚醚對有機(jī)硅氧烷進(jìn)行接枝反應(yīng)得到聚醚改性有機(jī)硅氧烷除泡劑。本發(fā)明聚醚改性聚硅氧烷可直接用于除泡，無需添加任何助劑，無需復(fù)配，消泡、抑泡性能良好，能迅速溶于水中，穩(wěn)定性好，不會產(chǎn)生沉淀，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號C08G81/02GK103071319SQ20131002245
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者吳憲龍, 張震斌 申請人:遼寧工業(yè)大學(xué)