專利名稱：一種有機(jī)硅組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的有機(jī)硅組合物及其制備方法，隸屬于精細(xì)化工制劑技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
相容性是人們一直比較關(guān)注的問題，當(dāng)化學(xué)助劑作為配方添加劑時(shí)這種問題就顯 得非常重要，就消泡劑而言，其使用的范圍很廣，涉及到紡織助劑、金屬加工助劑、減水劑等 等，消泡劑作為組分之一加入到這些助劑中時(shí)，要求具有低泡性能和相容性，這對(duì)于消泡劑 而言是比較困難的。因?yàn)椋环N物質(zhì)具備消泡功能必須要具備兩個(gè)基本條件第一，較低的 表面張力；第二，與起泡介質(zhì)微溶或不相容。雖然如此，人們還是致力于這兩者之間的平衡 研究。作為消泡劑產(chǎn)品而言，其自身可能由多種組份構(gòu)成，這些組份由于結(jié)構(gòu)不相似，也 會(huì)不相容，相容性還與組成物質(zhì)的分子極性有關(guān)。例如，聚有機(jī)硅氧烷屬于非極性的物質(zhì)， 聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷則屬于極性物質(zhì)，兩者混合后，一般不能相容，放置時(shí)間久后，容易 出現(xiàn)分層，或者使客戶的使用效果前后不一致。目前通過催化劑催化，能使聚有機(jī)含氫硅氧烷和聚醚發(fā)生聚合作用，合成有機(jī)硅 聚醚。CN200710135025. 2、CN200810177184. 3 介紹了有機(jī)硅聚醚的合成方法。EP-A341952 介紹使用聚硅氧烷消泡劑與有機(jī)硅聚醚的組合物作為消泡劑，用于紙漿生產(chǎn)過程中。 US5523019介紹礦物油和有機(jī)硅聚醚的組合物作為消泡劑，據(jù)稱具有積極的效果，但有機(jī)硅 聚醚和硅油混合時(shí)會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象。為了避免這種問題的發(fā)生，人們都傾向于將其制備成 乳狀液，例如消泡劑乳液、脫模劑乳液、化妝品乳液等等，但是如果在一些特定的不能含有 水的情形下，這種解決方法就顯得無(wú)力了。至今為止，沒有發(fā)現(xiàn)這種問題有明顯的進(jìn)展。本 發(fā)明通過各組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，解決了各組分混合分層現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
一種有機(jī)硅組合物及其制備方法提供了一種基于聚有機(jī)含氫硅氧烷、聚醚、聚有 機(jī)硅氧烷的有機(jī)硅組合物，很好地解決了各個(gè)組分混合不相容的缺點(diǎn)。技術(shù)方案—種有機(jī)硅組合物，其特征在于它由以下物質(zhì)組成(1)聚有機(jī)硅氧烷至少一種結(jié)構(gòu)通式為如下的聚有機(jī)硅氧烷Ra(R1O)bSiO(^b)72分子結(jié)構(gòu)中所有的R相同或不同，包括氫原子或一價(jià)的取代或非取代的碳原子數(shù) 為1 20的烴基，具體包括烷基，如甲基、乙基、丙基、正丙基、丁基、異丁基；芳基，如苯 基、苯甲基；烯基，如乙烯基、丙烯基、烯丙基、環(huán)己烯基。R1的取值范圍與R相同。下標(biāo)a是 0、1、2 或 3，下標(biāo) b 是 0、1、2 或 3，且 0 < a+b≤ 3。
所述的聚有機(jī)硅氧烷在25°C時(shí)的動(dòng)力粘度為1，00 300，OOOmPa ·s，聚有機(jī)硅氧 烷的用量為有機(jī)硅組合物總質(zhì)量的 90%。(2)聚有機(jī)含氫硅氧烷至少一種結(jié)構(gòu)通式為如下的含氫聚硅氧烷HcR23^cSi (SiR2HO) d (SiR22O) eSiR23^c Hc取代基R2為碳原子數(shù)1 20的烴基，具體的包括烷基，如甲基、乙基、丙基、正丙 基、丁基、異丁基；芳基，如苯基、苯甲基；烯基，如乙烯基、丙烯基、烯丙基、環(huán)己烯基，從原 材料易得的角度考慮，優(yōu)選80%以上的取代基團(tuán)R2是甲基。下標(biāo)c是0、1或2，下標(biāo)d是0 或1 200的整數(shù)，且c+d > 1，下標(biāo)e是1 1000的整數(shù)，每個(gè)分子具有至少1個(gè)硅鍵合 的氫原子，優(yōu)選至少2個(gè)硅鍵合的氫原子。所述的聚有機(jī)含氫硅氧烷在25°C時(shí)的動(dòng)力粘度為20 5，OOOmPa ·s，聚有機(jī)含氫 硅氧烷的用量為有機(jī)硅組合物總質(zhì)量的 50%。(3)聚醚至少一種結(jié)構(gòu)通式為如下的聚醚MO (EO)m(PO)nR3分子結(jié)構(gòu)中所有的R3可以相同或不同，它包括氫原子或一價(jià)的取代或非取代的 碳原子數(shù)為1 4的烴基，包括甲基、乙基、丙基、丁基，優(yōu)選80%以上的取代基團(tuán)R3是氫 原子。M為聚醚的起始劑，為碳原子數(shù)為3 10的不飽和烴基，包括丙烯基、α-丁烯基、 α -戊烯基、α -己烯基、α -庚烯基、α -辛烯基、α -壬烯基、α -癸烯基，M優(yōu)選丙烯基。 式中m、η為聚合度，m為1 100的整數(shù)，優(yōu)選1 40，η為0 80的整數(shù)，優(yōu)選0 60。 根據(jù)取值的不同制備出不同濁點(diǎn)不同分子量的系列聚醚。所述聚醚用量為有機(jī)硅組合物總 質(zhì)量的5% 60%。(4)催化劑催化劑用來催化組分聚有機(jī)含氫硅氧烷和聚醚發(fā)生聚合反應(yīng)。催化劑選自鉬-醇 絡(luò)合物、鉬-烯烴絡(luò)合物、鉬-醇鹽絡(luò)合物、鉬-醚絡(luò)合物、鉬-酮絡(luò)合物、氯鉬酸異丙醇 溶液、鉬_乙烯基絡(luò)合物。所述催化劑的用量為聚有機(jī)含氫硅氧烷和聚醚總質(zhì)量份的 0. 05% -0. 3%，優(yōu)選 0. 08% -0. 2%。上述各組分的質(zhì)量和為100%。用上述組分，制備所述的一種有機(jī)硅組合物，其實(shí)現(xiàn)方法如下將聚有機(jī)含氫硅氧烷和聚醚按比例混合，在10°C 150°C時(shí)加入催化劑，優(yōu)選溫 度為30 110°C ；然后，升溫至30 200°C反應(yīng)0. 1 12h，優(yōu)選反應(yīng)溫度為50 180°C， 優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為0. 1 8h ；再加入聚有機(jī)硅氧烷，在20°C 250°C反應(yīng)1 10h，優(yōu)選反應(yīng) 溫度為50 200°C，優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為1 8h ；最后，冷卻至室溫，即得穩(wěn)定的白色黏稠有機(jī) 硅組合物。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為20mPa · s的含氫量為0.側(cè)鏈含氫聚二甲 基硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO)2 (Me2SiO)2tlSiMe3 和 130g 聚醚(m = 20，η =12，R3 為-H)，加熱升溫，在100°C時(shí)加入0.41g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至130°C。然后加入460g粘度為 IOOmPa · s三甲基封端的聚二甲基硅氧烷，升溫至160°C，并在此溫度下維持2h。冷卻至室 溫，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物A。對(duì)比例1在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為20mPa · s的含氫量為0. 側(cè)鏈含氫聚二甲 基硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO)2 (Me2SiO)20SiMe3 禾口 130g 聚醚(m = 20，η = 12，R3 為-H)，加熱升 溫，在100°C時(shí)加入0.41g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至130°C，并在此溫度下維持2h，合 成硅聚醚，冷卻至室溫。加入460g粘度為IOOmPa · s三甲基封端的聚二甲基硅氧烷，攪拌 均勻，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物CA。實(shí)施例2在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為IOOmPa · s的含氫量為0. 05%側(cè)鏈含氫聚二 甲基硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO)3 (Me2SiO) 69SiMe3 禾口 IlOg 聚醚(m = 17，n = 22, R3 % -CH3)，加 熱升溫，在10(TC時(shí)加入0. 32g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至110°C，并在此溫度下維持 3h。然后加入220g粘度為10，OOOmPa · s三甲基封端的聚二甲基硅氧烷，升溫至140°C，并 在此溫度下維持3h。冷卻至室溫，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物B。對(duì)比例2在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為IOOmPa · s的含氫量為0. 05%側(cè)鏈聚有機(jī)含 氧硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO)3 (Me2SiO)69SiMe3 和 IlOg 聚醚(m = 17，n = 22，R3 為-CH3)，加熱 升溫，在100°C時(shí)加入0. 32g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至110°C，并在此溫度下維持3h， 合成硅聚醚，冷卻至室溫。加入220g粘度為10，OOOmPa ·s三甲基封端的聚二甲基硅氧烷， 攪拌均勻，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物CB。實(shí)施例3在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為30mPa · s的含氫量為0. 雙氫封端聚有機(jī) 含氫硅氧烷 HMe2SiO (Me2SiO) 16SiMe2H* 132g 聚醚(m = 9，η = 20，R3 為-H)，加熱升溫，在 80°C時(shí)加入0. 28g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至170°C，并在此溫度下維持0. 5h。然后加 入23. 2g粘度為50，OOOmPa · s羥基封端的聚二甲基硅氧烷，降溫溫至80°C，并在此溫度下 維持2h。冷卻至室溫，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物C。對(duì)比例3 在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為30mPa · s的含氫量為0. 雙氫封端聚有機(jī) 含氫硅氧烷 HMe2SiO (Me2SiO) 16SiMe2H* 132g 聚醚(m = 9，η = 20，R3 為-H)，加熱升溫，在 80°C時(shí)加入0. 28g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至170°C，并在此溫度下維持0. 5h，合成硅 聚醚，冷卻至室溫。加入23. 2g粘度為50，OOOmPa · s羥基封端的聚二甲基硅氧烷，攪拌均 勻，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物CC。實(shí)施例4在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為1500mPa-s的含氫量為0. 15%側(cè)鏈聚有機(jī)含 氧硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO) S6(Me2SiO)29tlSiMe3 和 216g 聚醚(m = 25,η = 5，R3 為-H)，加熱升 溫，在60°C時(shí)加入0. 28g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至110°C，并在此溫度下維持0. 5h。 然后加入79g粘度為150，OOOmPa · s羥基封端的聚二甲基硅氧烷，升溫至180°C，并在此溫 度下維持2h。冷卻至室溫，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物D。
對(duì)比例4在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為1500mPa-s的含氫量為0. 15%側(cè)鏈聚有機(jī)含氧硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO) S6(Me2SiO)29tlSiMe3 和 216g 聚醚(m = 25,η = 5，R3 為-H)，加熱升 溫，在60°C時(shí)加入0. 28g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至110°C，并在此溫度下維持0. 5h，合 成硅聚醚，冷卻至室溫。加入79g粘度為150，OOOmPa · s羥基封端的聚二甲基硅氧烷，攪拌 均勻，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物CD。實(shí)施例5在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為400mPa · s的含氫量為0. 5%側(cè)鏈聚有機(jī)含 氫硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO) 65 (Me2SiO) 120SiMe3 和 675g 聚醚(m = 2，η = 38，R3 為-H)，加熱升 溫，在90°C時(shí)加入0.93g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至140°C，并在此溫度下維持lh。然 后加入388g粘度為80，OOOmPa · s羥基封端的聚二甲基硅氧烷，升溫至180°C，并在此溫度 下維持5h。冷卻至室溫，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物E。對(duì)比例5在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為400mPa · s的含氫量為0. 5%側(cè)鏈聚有機(jī)含 氫硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO) 65 (Me2SiO) 120SiMe3 和 675g 聚醚(m = 2，η = 38，R3 為-H)，加熱升 溫，在90°C時(shí)加入0. 93g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至140°C，并在此溫度下維持lh，合成 硅聚醚，冷卻至室溫。然后加入388g粘度為80，OOOmPa · s羥基封端的聚二甲基硅氧烷，攪 拌均勻，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物CE。實(shí)施例6在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為3500mPa · s的含氫量為0. 18%側(cè)鏈聚有機(jī) 含氫硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO)75 (Me2SiO)510SiMe3 禾口 120g 聚醚(m = 11, η = 9，R3 為-CH2CH3)， 加熱升溫，在80°C時(shí)加入0. 33g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至140°C，并在此溫度下維持 0. 5h。然后加入44g粘度為200，OOOmPa · s三甲基封端的聚二甲基硅氧烷，升溫至200°C， 并在此溫度下維持8h。冷卻至室溫，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物F。對(duì)比例6在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為3500mPa · s的含氫量為0. 18%側(cè)鏈聚有機(jī) 含氫硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO)75 (Me2SiO)510SiMe3 禾口 120g 聚醚(m = 11, η = 9，R3 為-CH2CH3)， 加熱升溫，在80°C時(shí)加入0. 33g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至140°C，并在此溫度下維持 0.5h，合成硅聚醚，冷卻至室溫。然后加入44g粘度為200，OOOmPa · s三甲基封端的聚二甲 基硅氧烷，攪拌均勻，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物CF。實(shí)施例7在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為1500mPa-s的含氫量為0. 22%側(cè)鏈聚有機(jī)含 氫硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO)55 (Me2SiO)29tlSiMe3 和 600g 聚醚(m = 40,n = 0，R3 為-CH2CH2CH3)， 加熱升溫，在80°C時(shí)加入0. 63g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至160°C，并在此溫度下維持 0. 5h。然后加入140g粘度為12，500mPa · s羥基封端的聚二甲基硅氧烷，升溫至180°C，并 在此溫度下維持3h。冷卻至室溫，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物G。對(duì)比例7在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為1500mPa-s的含氫量為0. 22%側(cè)鏈聚有機(jī)含 氫硅氧烷 Me3SiO (MeHSiO) 55 (Me2SiO) 290SiMe3 和 600g 聚醚(m = 40，η = 0，R3 為-CH2CH2CH3)，加熱升溫，在80°C時(shí)加入0. 63g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至160°C，并在此溫度下維持 0.5h，合成硅聚醚，冷卻至室溫。然后加入140g粘度為12，500mPa 羥基封端的聚二甲基 硅氧烷，攪拌均勻，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物CG。實(shí)施例8在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為60mPa-s的含氫量為0. 05%雙氫封端聚有機(jī) 含氫硅氧烷 HMe2SiO (Me2SiO) 66SiMe2H* 60g 聚醚(m = 20，η = 55，R3 為-H)，加熱升溫，在 100°C時(shí)加入0. 16g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至130°C，并在此溫度下維持1.5h。然后 加入640g粘度為5，OOOmPa 三甲基封端的聚二甲基硅氧烷，升溫至150°C，并在此溫度下 維持6h。冷卻至室溫，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物H。對(duì)比例8在IOOOmL燒杯中，投入IOOg粘度為60mPa-s的含氫量為0. 05%雙氫封端聚有機(jī) 含氫硅氧烷 HMe2SiO (Me2SiO) 66SiMe2H* 60g 聚醚(m = 20，η = 55，R3 為-H)，加熱升溫，在 100°C時(shí)加入0. 16g氯鉬酸異丙醇溶液，繼續(xù)升溫至130°C，并在此溫度下維持1. 5h，合成硅 聚醚，冷卻至室溫。然后加入640g粘度為5，OOOmPa · s三甲基封端的聚二甲基硅氧烷，攪 拌均勻，得到白色黏稠有機(jī)硅組合物CH。穩(wěn)定性測(cè)試將實(shí)施例和對(duì)比例得到的各種有機(jī)硅組合物在下表中列出的各種條件下進(jìn)行穩(wěn) 定性測(cè)試，結(jié)果如下表1穩(wěn)定性測(cè)試 根據(jù)上表的測(cè)試結(jié)果可以看出，對(duì)比例中得到的各種有機(jī)硅組合物在不同的儲(chǔ)存 溫度下都先后出現(xiàn)了分層現(xiàn)象，而按照實(shí)施例得到的各種有機(jī)硅組合物在離心、高溫高壓 以及不同的儲(chǔ)存溫度下都未出現(xiàn)分層，通過這些可以說明本發(fā)明得到組合物比較穩(wěn)定。
權(quán)利要求
一種有機(jī)硅組合物，其特征在于它包括以下組分(1)1％-90％的聚有機(jī)硅氧烷，所述的聚有機(jī)硅氧烷的結(jié)構(gòu)通式如下Ra(R1O)bSiO(4-a-b)/2其中所有的R相同或不同，為氫原子或一價(jià)的碳原子數(shù)為1～20的烴基；R1的取值范圍與R相同；下標(biāo)a是0、1、2或3，下標(biāo)b是0、1、2或3，且0＜a+b≤3；(2)1％-50％的聚有機(jī)含氫硅氧烷，所述的聚有機(jī)含氫硅氧烷的結(jié)構(gòu)通式如下HcR23-cSi(SiR2HO)d(SiR22O)eSiR23-cHc其中R2為碳原子數(shù)1～20的烴基，下標(biāo)c是0、1或2，下標(biāo)d是0或1～200的整數(shù)，且c+d≥1，e是1～1000的整數(shù)；(3)5％-60％的聚醚，所述的聚醚的結(jié)構(gòu)通式如下MO(EO)m(PO)nR3其中R3相同或不同，為氫原子或一價(jià)的碳原子數(shù)為1～4的烴基；M為聚醚的起始劑基團(tuán)，為丙烯基、α-丁烯基、α-戊烯基、α-己烯基、α-庚烯基、α-辛烯基、α-壬烯基或α-癸烯基；式中m、n為聚合度，m為1～40的整數(shù)，n為0～60的整數(shù)；(4)催化劑，所述的催化劑選自鉑-醇絡(luò)合物、鉑-烯烴絡(luò)合物、鉑-醇鹽絡(luò)合物、鉑-醚絡(luò)合物、鉑-酮絡(luò)合物、氯鉑酸異丙醇溶液或鉑-乙烯基絡(luò)合物，所述催化劑的用量為組分(2)和(3)總質(zhì)量的0.05％-0.3％；上述各組分的質(zhì)量和為100％。
2.權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)硅組合物，其中(1)所述的聚有機(jī)硅氧烷，在25°C時(shí)的 動(dòng)力粘度為100 300，OOOmPa · S。
3.權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)硅組合物，其中(2)所述的聚有機(jī)含氫硅氧烷，在25°C 時(shí)的動(dòng)力粘度為20 5，OOOmPa · S。
4.權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)硅組合物，其中(3)所述的聚醚通式中M為丙烯基。
5.一種權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅組合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟①將聚有機(jī)含氫硅氧烷和聚醚按比例混合，在3o°c iio°c時(shí)加入催化劑，得到混合 物A;②將混合物A升溫至50 180°C，反應(yīng)0.l_8h，然后加入聚有機(jī)硅氧烷，得到混合物B ；③將混合物B在50 200°C下反應(yīng)l_8h，得到混合物C；④將混合物C冷卻至室溫，即得穩(wěn)定的白色黏稠有機(jī)硅組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)硅組合物及其制備方法，屬于精細(xì)化工制劑技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，所制備的有機(jī)硅組合物由聚有機(jī)硅氧烷、聚有機(jī)含氫硅氧烷、聚醚和催化劑組成，制備方法是將聚有機(jī)含氫硅氧烷和聚醚混合，在30℃～110℃時(shí)加入催化劑，在50～180℃反應(yīng)0.1～8h，然后加入聚有機(jī)硅氧烷，在50℃～200℃反應(yīng)1～8h，最后，冷卻至室溫，即得穩(wěn)定的白色黏稠有機(jī)硅組合物。應(yīng)用本方法所制備的有機(jī)硅組合物穩(wěn)定，很好地解決了各個(gè)組分混合不相容的缺點(diǎn)，可用來除去多種工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害泡沫。
文檔編號(hào)C08L83/04GK101885916SQ20101021308
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者何慶海, 吳飛, 曹添, 鐘翔, 黃偉 申請(qǐng)人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司