專利名稱：一種消泡劑組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到建筑涂料用高性能水性消泡劑組合物及其制備方法，更具體的講，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于彈性厚質(zhì)涂料中的高性能水性聚醚改性有機硅消泡劑組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
涂料工業(yè)中的泡沫問題對生產(chǎn)、施工和涂膜質(zhì)量的損害是多方面的泡沫阻礙顏料和填料的分散，給生產(chǎn)操作帶來很大的不方便；由于泡沫的存在，包裝時需要分次灌裝才能裝滿，使生產(chǎn)能力下降；此外，氣泡的存在往往會造成涂膜表面的缺陷，例如“魚眼”(凸出的氣泡)或氣泡破裂后出現(xiàn)的凹坑，這些現(xiàn)象毫無疑問地會破壞表面涂層的外觀，嚴重的話，還會降低或損壞涂層的保護作用。在涂料的生產(chǎn)制造過程中或涂裝施工前加入合適的消泡劑、抑泡劑是必要的。
彈性厚質(zhì)涂料是近年來出現(xiàn)的新型建筑涂料，由于其除具有美化、裝飾和保護作用，還能遮蓋墻體的毛細裂縫和防止混凝土碳化，市場占有率不斷擴大。
為了達到遮蓋裂縫的效果，彈性涂料干膜必須具有一定的厚度。眾所周知，涂膜的厚度越厚，由于生產(chǎn)和施工過程帶入涂層的氣泡，特別是細小的氣泡不容易消除。
解決這一問題的方法是添加高性能消泡劑。消泡劑發(fā)展至今，共經(jīng)歷了四次更新?lián)Q代，第一代為礦物油、脂肪酸及脂肪酸酯、脂肪酰胺、低級醇類等有機物，如松節(jié)油、液體石蠟、豆油、蓖麻油、硬脂酸乙二醇酯、環(huán)己醇、二硬脂酰乙二胺等。這類消泡劑價格低廉，目前市場上仍在大量使用。它適合于在液體剪切力較小，所含表面活性劑發(fā)泡能力較溫和的條件下使用，但對致密型泡沫的消除能力較差。由于有機消泡劑的應(yīng)用領(lǐng)域具有多樣性與特殊性，它往往具有專用性，市場份額已不斷萎縮，因此在應(yīng)用上有局限性。第二代消泡劑為聚醚類消泡劑，聚醚是分子量較低的聚氧乙烯聚氧丙烯的嵌段共聚物，它是一種性能優(yōu)良的水溶性非離子表面活性劑，與水接觸時，醚鍵中的氧原子能夠與水中的氫原子以微弱的化學(xué)力結(jié)合，形成氫鍵，分子鏈節(jié)成為曲折形，疏水基團置于分子內(nèi)側(cè)，鏈周圍變得容易與水結(jié)合，當溫度升高，分子運動較為劇烈時，曲折形的鏈會變?yōu)殇忼X形，失去了與水的結(jié)合性，由低溫溶解狀態(tài)升溫到呈現(xiàn)混濁的溫度，這就是聚醚的濁點，只有當發(fā)泡體系的溫度超過濁點溫度時，聚醚消泡劑才發(fā)揮消泡作用。雖然聚醚型消泡劑應(yīng)用廣泛，但因選擇性的關(guān)系，至今有些領(lǐng)域仍不能使用。第三代消泡劑為有機硅類消泡劑，一般為聚二甲基硅氧烷，某些場合也需要乙基、羥基、苯基等硅氧烷。第三代消泡劑具有如下優(yōu)點表面張力低；在水及一般油中的溶解度低且活性高；揮發(fā)性低并具有化學(xué)惰性；無生理毒性等，但其相對非硅類消泡劑價格偏高，而普通有機硅消泡劑由于表面能低，憎水性強，因此與其它有機物的互溶性差，特別在水相體系中應(yīng)用效果更差。在噴射染色加工等高剪切高溫條件下，現(xiàn)有的普通有機硅消泡劑會產(chǎn)生薄膜狀沉淀等污染物而形成斑點。第四代消泡劑為聚醚改性有機硅類消泡劑，聚醚改性聚硅氧烷類消泡劑不僅具有聚硅氧烷類消泡劑消泡效力強、表面張力低、揮發(fā)性低、無毒、無污染、生理惰性等特點，而且還具有聚醚類消泡劑的耐高溫、耐強堿性等特性。
大量的應(yīng)用實驗證明無論是礦物油類、聚醚類，還是有機硅類消泡劑，應(yīng)用于彈性厚質(zhì)涂料中時，其抑泡、消泡效果都不盡人意。目前，國內(nèi)對聚醚改性有機硅消泡劑的合成與應(yīng)用研究尚處于起步階段。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在彈性厚質(zhì)涂料中具有良好的抑泡、消泡效果，并且性能好、價格低廉的聚醚改性有機硅類復(fù)合型消泡劑，及其制備方法。
一種聚醚改性有機硅消泡劑組合物，按重量份組成為40～75份A、10～55份B、0.5～2份C和1～5份D，組合物中A、B為主要組分，C、D為輔助成分，A為聚醚改性有機硅消泡劑；B為其他種類的消泡劑，包括礦物油類、聚醚類、有機硅類消泡劑中的一種或幾種；C為增稠助劑，包括氣相法白碳黑、沉淀法白碳黑、單硬脂酸甘油酯、增稠劑638或氫化蓖麻油等；D為乳化劑，包括Tween系列、Span系列、AtlasG系列、ArlacelG等，如Tween-80、Tween-60、Tween-65、Tween-85、Tween-20、Span-60、Span-65、Span-85、Span-20、Span-40、AtlasG-2079、AtlasG-992中的一種或幾種。
上述聚醚改性有機硅消泡劑組合物的制備方法，包括如下步驟1)稱取A組分加入攪拌釜中；2)稱取B組分；3)開啟攪拌70～80rpm；4)在攪拌情況下加入B組分至混和均勻，將反應(yīng)釜溫度升高至60～140℃，注意根據(jù)體系粘度調(diào)整速度和攪拌釜溫度，如體系黏度變稠可加快攪拌速度或者降低反應(yīng)釜溫度，然后在攪拌的情況下分步加入C組分和D組分以及適量水，最后體系呈乳白色；5)開啟攪拌1500～2000rpm強力混合30min；6)混和均勻后冷卻至30～50℃，過濾出料包裝。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點不僅具有聚硅氧烷類消泡劑消泡效力強、表面張力低、揮發(fā)性低、無毒、無污染、生理惰性等特點，而且還具有聚醚類消泡劑的耐高溫、耐強堿等特性；具有很強的持久消泡、抑泡性能、摻量少、適應(yīng)性好等特點；性價比高；應(yīng)用于彈性厚質(zhì)涂料上效果尤佳。
具體實施方式聚醚改性聚硅氧烷類消泡劑，它是在聚硅氧烷鏈段上通過改性引入聚醚鏈段。在硅醚共聚物的分子中，硅氧烷鏈段有親油性，聚醚鏈段有親水性。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。聚醚改性有機硅聚合物與其他種類的消泡劑復(fù)合，可得高性價比的消泡劑，應(yīng)用于彈性厚質(zhì)涂料上效果更佳。
實施例1稱取75g的分子量在4000～8000的聚醚改性有機硅聚合物加入攪拌釜中；開啟攪拌70～80rpm，攪拌30分鐘；稱取10g的Foamaster50；在攪拌情況下加入反應(yīng)釜至混和均勻，將反應(yīng)釜溫度升高至60～140℃，體系粘度增加，加快攪拌速度或者降低反應(yīng)釜溫度，分步加入2g氣相法白碳黑和1g的Tween-20，然后向反應(yīng)釜中加入適量水，最后體系呈乳白色；開啟攪拌1500～2000rpm強力混合30min；混和均勻后過濾出料包裝。
實施例2稱取40g的分子量在8000～14000的聚醚改性有機硅聚合物加入攪拌釜中；開啟攪拌70～80rpm，攪拌30分鐘；稱取55g的Foamaster309A；在攪拌情況下加入反應(yīng)釜至混和均勻，將反應(yīng)釜溫度升高至60～140℃，體系粘度降低，調(diào)小攪拌速度或者適當升高反應(yīng)釜溫度，分步加入0.5g氣相法白碳黑和3g的Tween-20、2g的Span-60，然后向反應(yīng)釜中加入適量水，最后體系呈乳白色；開啟攪拌1500～2000rpm強力混合30min；混和均勻后過濾出料包裝。
實施例3稱取55g的分子量在14000～20000的聚醚改性有機硅聚合物加入攪拌釜中；開啟攪拌70～80rpm，攪拌30min；稱取20g的Defoamer127；在攪拌情況下加入反應(yīng)釜至混和均勻，將反應(yīng)釜溫度升高至60～140℃，體系粘度增加，加快攪拌速度或者適當降低反應(yīng)釜溫度，先后加入1g氣相法白碳黑、0.5g增稠劑638、0.5g的Tween-20、1g的Tween-60，然后向反應(yīng)釜中加入適量水，最后體系呈乳白色；開啟攪拌1500～2000rpm強力混合30min；混和均勻后過濾出料包裝。
與國內(nèi)外知名公司的產(chǎn)品比較，本發(fā)明的消泡劑組合物性能更優(yōu)。
消泡劑消泡性能比較
測試方法稱取50g乳液，加入20g水稀釋后加入計量的消泡劑，攪拌分散均勻后靜置30min以上，然后倒入250ml量筒中，將氣泵出氣口伸入乳液底部，用小型氣泵向其中鼓泡，同時開始計時，待泡沫高度穩(wěn)定后停止鼓泡，此時所用的時間即為抑制泡沫時間，停止鼓泡后泡沫開始消除，繼續(xù)記錄至泡沫穩(wěn)定時所用的時間，即為消泡時間。
消泡劑應(yīng)用于彈性厚質(zhì)涂料的性能比較
注施涂工具150#聚氨酯泡沫輥筒。自然干燥。彈性涂料用乳液國民淀粉公司4700，2800乳液，羅門哈斯公司E2438乳液，巴斯夫公司SC138彈性乳液。
測試方法稱取50g乳液，加入20g水稀釋后加入計量的消泡劑，攪拌分散均勻后靜置30min以上，然后倒入250ml量筒中，將氣泵出氣口伸入乳液底部，用小型氣泵向其中鼓泡，同時開始計時，待泡沫高度穩(wěn)定后停止鼓泡，此時所用的時間即為抑制泡沫時間，停止鼓泡后泡沫開始消除，繼續(xù)記錄至泡沫穩(wěn)定時所用的時間，即為消泡時間。
權(quán)利要求
1.一種聚醚改性有機硅消泡劑組合物，按重量份組成為40～75份A、10～55份B、0.5～2份C和1～5份D，組合物中A、B為主要組分，C、D為輔助成分，A為聚醚改性有機硅消泡劑；B為其他種類的消泡劑，包括礦物油類、聚醚類、有機硅類消泡劑中的一種或幾種；C為增稠助劑，包括氣相法白碳黑、沉淀法白碳黑、單硬脂酸甘油酯、增稠劑638或氫化蓖麻油等；D為乳化劑，包括Tween系列、Span系列、AtlasG系列、ArlacelG等，如Tween-80、Tween-60、Tween-65、Tween-85、Tween-20、Span-60、Span-65、Span-85、Span-20、Span-40、AtlasG-2079、AtlasG-992中的一種或幾種。
2.制備權(quán)利要求1所述的聚醚改性有機硅消泡劑組合物的方法，包括如下步驟1)稱取A組分加入攪拌釜中；2)稱取B組分；3)開啟攪拌70～80rpm；4)在攪拌情況下加入B組分至混和均勻，將反應(yīng)釜溫度升高至60～140℃，注意根據(jù)體系粘度調(diào)整速度和攪拌釜溫度，如體系黏度變稠可加快攪拌速度或者降低反應(yīng)釜溫度，然后在攪拌的情況下分步加入C組分和D組分以及適量水，最后體系呈乳白色；5)開啟攪拌1500～2000rpm強力混合30min；6)混和均勻后冷卻至30～50℃，過濾出料包裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚醚改性有機硅消泡劑組合物，按重量份組成為40～75份A、10～55份B、0.5～2份C和1～5份D，組合物中A、B為主要組分，C、D為輔助成分，A為聚醚改性有機硅消泡劑；B為其他種類的消泡劑；C為增稠助劑；D為乳化劑。本發(fā)明還公開了該消泡劑組合物的制備方法。本發(fā)明的消泡劑組合物不僅具有聚硅氧烷類消泡劑消泡效力強、表面張力低、揮發(fā)性低、無毒、無污染、生理惰性等特點，而且還具有聚醚類消泡劑的耐高溫、耐強堿等特性；具有很強的持久消泡、抑泡性能、摻量少、適應(yīng)性好等特點；性價比高；應(yīng)用于彈性厚質(zhì)涂料上效果尤佳。
文檔編號B01F17/42GK101053801SQ20061007697
公開日2007年10月17日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者周斌, 何唯平 申請人:深圳市海川實業(yè)股份有限公司, 深圳海川化工科技有限公司