CN102558937A

CN102558937A - 一种经济型涂料消泡剂

Info

Publication number: CN102558937A
Application number: CN2011104396589A
Authority: CN
Inventors: 孙颖欣; 严军; 吴飞; 曹添; 黄伟
Original assignee: CHUZHOU SIXIN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHUZHOU SIXIN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供了一种经济型涂料消泡剂，其特征在于以嵌段聚醚为主要的消泡物质、加入乳化剂、增效剂和水。以水为主要的溶剂，得到的消泡活性物具有较好的消抑泡性能、不易破乳，且和涂料的相溶性能好，不会对涂料产生缩孔、缩边等缺陷。制备的消泡剂适用于废水处理、切削液、乳化油及其他一些水相泡沫的消除。

Description

一种经济型涂料消泡剂

技术领域

本发明涉及一种经济型涂料消泡剂的制备。更确切地说，它涉及一种由嵌段聚醚为主要消泡物质的一种经济型涂料消泡剂的制备方法，该消泡剂在涂料体系中具有优异的消抑泡性能和较好的相溶性。由于消泡剂属于精细化学品，因此，本发明属于精细化工制剂技术领域。

背景技术

涂料是国民经济生产中的重点工业。在涂料工业中，常常用到多种表面活性剂，特别是伴随着人们生活水平与健康环保意识的不断提高，环保涂料已成为涂料工业发展的必然趋势，环保涂料以水和少量助溶剂为溶剂，这样大大降低了挥发性有机化合物含量，这个过程中成膜物质和少量助溶剂在生产过程中会产生大量的气泡，如在涂料制备过程中加入的分散剂、润湿剂、流平剂、增稠剂等，均能不同程度的起泡，如果气泡没有及时赶走或控制，就会影响涂料的质量和施工。

据众多研究和文献资料的介绍，涂料消泡剂的种类有矿物油类、聚醚或改性聚醚类等。矿物油类产品稳定性差，并且在使用过程中不能稀释，而聚醚或改性聚醚类产品成本较高，消抑泡性能差。专利文献中介绍的涂料消泡剂也比较多。例如在专利CN200610040820.9中介绍的涂料消泡剂是通过加入少许特种结构的改性聚醚对矿物油型涂料油墨消泡剂进行改进，提高了产品的消抑泡性能；CN200910213190.4中介绍的一种聚醚型涂料消泡剂，由聚醚、二硬脂酰乙二胺、磷酸酯、平平加O-20、油酸二乙醇酰胺、助乳化剂组成；US11569438中介绍的涂料消泡剂是由甘油酯、烃、脂肪醇聚醚等组成。总之，涂料消泡剂主要是以矿物油或聚醚为主体物质，这两类涂料消泡剂在涂料体系中难分散、易破乳，特别是价格较贵，性价比不高，因此也给涂料消泡剂的普及带来不便。

本发明经过大量的实验，以嵌段聚醚为主要的消泡物质、并加入乳化剂、增效剂和水，得到一种经济型涂料消泡剂。和矿物油类产品相比，本发明以水为主要的溶剂，不仅解决了消泡剂在涂料中的分散问题，并可预先按需要稀释后添加，不影响消泡剂的使用效果；和聚醚类产品相比，本发明有优异的消抑泡性能，在嵌段聚醚为主要的消泡物质的基础上，引入水为载体，直接降低了产品成本，是一款经济实用的涂料消泡剂；和一般的有机硅消泡剂相比，本发明不易破乳，并且在涂料中有较好的相溶性，不会对涂料产生缩孔、缩边等缺陷。

本发明的一种经济型涂料消泡剂，工艺简单并兼顾无污染物排放等优点，具有良好的经济效益和社会效益。

同时，本发明也适用于废水处理、切削液、乳化油及其他一些水相泡沫的消除。

发明内容

本发明提供一种经济型涂料消泡剂，以解决涂料生产中存在的有害泡沫问题。

技术方案：

一种经济型涂料消泡剂，其由嵌段聚醚、增效剂、乳化剂和水组成，各组分的构成及其在所述的一种经济型涂料消泡剂所占比例详细介绍如下：

(1)嵌段聚醚

本专利中嵌段聚醚其结构通式如下：

R₁{M(PO)_n(EO)_mH}_a

式中的M为连接基团，为-O-或-CO-；R¹为取代基，为碳原子数为1～30的直链或支链烷基，包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、辛基。嵌段聚醚是由起始剂先与环氧丙烷(PO)反应后，再与环氧乙烷(EO)反应制备的聚醚混合物。优选的脂肪醇或脂肪酸聚醚的起始剂为单官能团或多官能团的醇或酸，选自甲醇、乙醇、丙醇、己醇、辛醇、十二醇、十八醇、二十醇、二十二醇、二十四醇、二十八醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、花生四烯酸；下标m和n分别为环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的聚合度，m和n为1～150的整数。下标a的数值小于或等于R¹中的碳原子数，优选a≤3。所述的嵌段聚醚的分子量为1000～4000，浊点5～20℃。所述的嵌段聚醚用量为总质量的2～50％。

(2)增效剂

增效剂是用于改善经济型涂料消泡剂的消抑泡性能，其主要成分是由二氧化硅、聚硅氧烷、硅树脂、乳化剂、增稠剂、去离子水等制备成的有机硅组合物乳液，这种乳液的制备方法在一些专业技术文献上都可以查询得到。涂料制备过程中加入的分散剂、润湿剂，在涂料制备过程中起到较好的润湿分散作用，但在涂料的制备和施工过程中起泡或对已经产生的气泡起到较好的助泡和稳泡的作用，并且这类泡沫很难消除，因此加入少量增效剂来改善消泡剂抑泡差的问题。所述的增效剂用量为总质量的0.5～25％。

(3)乳化剂

乳化剂可以是非离子型、阴离子型或阳离子型的表面活性剂，可单独或混合使用。乳化剂的作用主要是帮助嵌段聚醚和增效剂在体系中均匀分散、使涂料消泡剂在整个储存和运输过程中保持自身的稳定性、使消泡剂在涂料体系中有较好的消抑泡性能并不影响涂料体系的相溶性。本发明选择非离子表面活性剂作乳化剂，如失水山梨醇聚氧乙烯醚酯、油酸聚氧乙烯醚酯、烷基酚聚氧乙烯醚酯或碳原子数为14～16的脂肪醇聚氧乙烯醚酯。乳化剂用量为总质量的0.2～25％。

(4)水

水为去离子水，水是可再生资源，价格低廉且对环境友好。水不仅是载体，也是很好的一种稀释剂，帮助消泡剂预分散，使其在涂料体系中有很好的相溶性，并且能降低成本，利于消泡剂的普及，有很好的经济效益。水用量为总质量的5～90％。

本发明一种经济型涂料消泡剂主要是通过以下方式混合制得：先将嵌段聚醚和增效剂混合，然后向其中加入乳化剂，最后向上述混合物中加入水，充分搅拌混匀即可。

具体实施例

嵌段聚醚(A)的具体结构见表1：

表1嵌段聚醚的结构

	R¹	M	n	m	a
						A1	CH₃(CH₂)₁₇-	-O-	22	8	1
A2	CH₃(CH₂)₇-	-O-	15	4	1
						A3	CH₃(CH2)₇CH＝CH(CH2)₇-	-CO-	12	6	1
A4	CH₃(CH₂)₁₇-	-O-	44	8	1

增效剂(B)的选择见表2：

表2增效剂的选择

	增效剂的选择及来源
		B1	S-17(南京四新科技应用研究所有限公司产品)
B2	参照CN200810124771.6实施例5制得的乳液，固含量按30％计
		B3	参照CN200810124771.6实施例6制得的乳液，固含量按30％计

消泡剂的复配比例(表中的数据单位为质量百分数，％)表3

表3消泡剂的复配比例(质量百分数)

消泡剂的性能测试方法

涂料中消抑泡性能和涂层测试：

向杯中加入规定量的内墙涂料起泡介质和1‰消泡剂，然后在高速分散机上以1000rpm的转速高速分散10min，完毕后立即测定该分散液的密度(g/mL)；并将涂料放置30分钟后，取出少许上述涂料置于干净的玻璃板上，并用湿膜制备器(75)将乳液刮平，观察乳液在玻璃板上呈现的状态(缩孔情况)，并用等级表示见表4：

表4涂料涂层缩孔情况

在实验室模拟涂料生产环境测定消泡剂的性能

测试设备：高速分散机

测试温度：常温

消泡剂用量：0.1％

测试介质：20万吨/年的内墙涂料

测试方法：500ml容器中加入约300g的内墙涂料，并加入0.300g消泡剂，开启搅拌和秒表，分散完成后测试该涂料的密度和涂层。测试结果见表5：

表5本发明的性能测试情况

从上表的测试结果可以看出，本专利发明消泡剂在常温和在40℃烘箱中老化四周后与比国外产品相比，不仅有较好的抑泡性，并且和涂料有较好的相溶性。

Claims

1.一种经济型涂料消泡剂，其特征在于，所述的消泡剂组合物由以下组分组成：

(1)嵌段聚醚，结构通式为：R¹{M(PO)_n(EO)_mH}_a，式中M为连接基团，为-O-或-CO-；R¹为取代基，为碳原子数为1～30的直链或支链烷基，包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、辛基；下标m和n分别为环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的聚合度，m和n为1～150的整数；下标a的数值小于或等于R¹中的碳原子数，优选a≤3；所述的嵌段聚醚的分子量为1000～4000，浊点5～20℃，用量为消泡剂总质量的2～50％；

(2)增效剂，主要成分是由二氧化硅、聚硅氧烷、硅树脂、乳化剂、增稠剂、去离子水等制备而成的有机硅组合物乳液，用量为消泡剂总质量的0.5～25％；

(3)乳化剂，为非离子表面活性剂，用量为消泡剂总质量的0.2～25％；

(4)水，为去离子水，用量为消泡剂总质量的5～90％；

所述的一种经济型涂料消泡剂主要是通过以下方式混合制得：先将嵌段聚醚和增效剂混合，然后向其中加入乳化剂，最后向上述混合物中加入水，充分搅拌混匀即可。

2.权利要求1所述的一种经济型涂料消泡剂，其中(1)所述的嵌段聚醚是由起始剂先与环氧丙烷(PO)反应后，再与环氧乙烷(EO)反应制备的聚醚混合物；优选的脂肪醇或脂肪酸聚醚的起始剂为单官能团或多官能团的醇或酸，选自甲醇、乙醇、丙醇、己醇、辛醇、十二醇、十八醇、二十醇、二十二醇、二十四醇、二十八醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、花生四烯酸。