[发明专利]聚醚枝接聚硅氧烷的消泡剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明消泡剂的技术领域，尤其涉及聚醚枝接聚硅氧烷的消泡剂及其制备方法。

背景技术

在浮选、灭火、除尘、洗涤、制造泡沫陶瓷和泡沫塑料等过程中需要利用泡沫；而在发酵、涂料、造纸、印染、排除体内器官胀气、锅炉用水、废水处理及棱镜或玻璃的制造过程中需要消除泡沫，可见泡以及泡沫伴随着人们的生产和生活。所谓“泡”或“气泡”是由不溶性气体存在于液体或固体中或以它们的薄膜包围而形成的，它是一种具有气/液、气/固、气/液/固界面的分散体系，在选矿及油田体系中常见到气/液/固界面的分散气泡。许多气泡聚集在一体彼此以薄膜隔开的积聚状态称之为泡沫。泡沫的生成主要有物理法、化学法和表面活性剂法等。物理法又包括送气法(鼓泡)、溶解度降低法、加热沸腾法以及工业上常用的如振动、搅拌等起泡方法。其中送气法最为常用，技术上的关键是通过调节送气压力即可调节气泡的生成速度。一般送气速度越快，表面压力降低得越多，则气泡越易生成。缺点是送气压力大小与蒸发速度相矛盾，送气压力越低、蒸发越快。化学方法是指一切热分解反应可以产生气体的反应都可以用来起泡。例如小苏打碳酸氢钠等的加热分解以及生物发酵过程中产生的气体均可造泡。无论是物理法还是化学法，泡生成的难易和稳定程度大小都必须保持低的表面自由能。降低表面自由能最有效的方法就是加入表面活性剂。根据表面活性剂的作用不同，又分为起泡剂、稳泡剂和消泡剂等。

现有技术中，消泡剂的消泡效果较差。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种聚醚枝接聚硅氧烷的消泡剂，该消泡剂具有较高的消泡效果。

一种聚醚枝接聚硅氧烷的消泡剂，其具有以下分子结构：

其中，m、n、a、b、c均为不小于3的正整数。

在上述分子结构中，较好地， a：b为1：1.2～5，例如a：b为1：1.2、1：1.25、1：1.3、1：1.5、1：2、1：3、1：4、1：4.5或1：5等。若超过该范围，则聚醚枝接聚硅氧烷中的丙氧基比例减小，会降低其表面张力；若小于该范围，则聚醚枝接聚硅氧烷中的丙氧基比例变大，会提高其表面张力，这些都会影响其疏水性和亲水性，损害其消泡效果。

作为上述分子结构中，a较好地为5～10的正整数，如5、7、8、10、11或12等；b较好地为6～15的正整数，如6、7、8、10、12、14、15等。

本发明另一方面提供一种聚醚枝接聚硅氧烷的消泡剂的制备方法，由该制备方法所获得的消泡剂具有较高的消泡效果。

一种如权利要求1所述消泡剂的制备方法，其特征在于，将含氢硅油、端烯丙基聚醚进行硅氢加成反应得到；

其中，含氢硅油具有结构式：，m、n均为不小于3的正整数；

端烯丙基聚醚具有结构式：，a、b均为不小于3的正整数。

上述，硅氢加成是指含氢硅油中的硅氢键与端烯丙基聚醚的碳碳双键发生的加成反应。硅氢加成的机理可有自由基加成机理、离子加成机理、配位加成机理。

上述参与反应的含氢硅油，其含氢量可以较好地为0.05～0.30%。此处，含氢量是指硅氢键中的氢含量。为了获得该含氢量的硅油，可以将高氢量的含氢硅油与八甲基环四硅氧烷、封端剂六甲基二硅氧烷混合，在硫酸催化剂下反应。

上述参与反应的端烯丙基聚醚，可以采用公知的方法制备，如采用丙烯醇、环氧乙烷、环氧丙烷在碱性催化剂（如氢氧化钠）在110～125℃下进行开环缩合。为了降低副反应，可加入乙酸酐作为封端和抗氧化处理。

二反应物在反应前，可作脱水处理，以降低水对硅氢加成的影响，因为硅氢键中的-1价氢能和水中的氢离子发生氧化环氧反应。

作为本发明的硅氢加成反应的温度，较佳地为80～95℃，如80℃、85℃、90℃、95℃等；于此温度下，硅氢加成反应的时间为3～6h，如3h、3.5h、4h、5h、5.5h、6h等。

对于反应物的用量而言，端烯丙基聚醚与含氢硅油的摩尔数之比为1.2～3:1。如二者的摩尔数超过则会直接影响分子中聚醚链段的氧化乙烯和氧化丙烯基的比例。