CN108997815B

CN108997815B - 一种聚醚组合物

Info

Publication number: CN108997815B
Application number: CN201811024708.5A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Nanjing Rsi Chemical & Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Rsi Chemical & Technology Co ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2038-09-04
Also published as: CN108997815A

Abstract

本发明涉及到一种聚醚组合物，它包括聚醚、支型改性聚醚、线型改性聚醚和增溶剂。这些组份以一定的工艺混合而成，形成透明的聚醚组合物，在涂料、油墨等体系中能具有较好的泡沫控制性能和表面控制性能，也能在污水处理、垃圾渗滤液中使用。

Description

一种聚醚组合物

技术领域

本发明涉及一种聚醚组合物及其制备方法，隶属于精细化工技术领域。

背景技术

在当今的社会环境下，环保已经提到了前所未有的高度，渗透着生活的各个方面，毫无疑问，居住场所的安全环保是关乎人身健康的一个大问题。

涂料工业在国民经济中发挥了很重要的作用。这两年在环保的“高压”下，已经众多的城市实行“油”改“水”了，水性涂料犹如雨后春笋般的蓬勃发展。

水性涂料一般由水性粘合剂、颜料、填料、分散剂、增稠剂、润湿剂、流平剂和消泡剂等组成。润湿剂、流平剂、分散剂都属于表面活性剂，在涂料研磨分散的过程中，很容易起泡，导致生产效率下降甚至无法正常生产，施工后形成的干膜也会出现缩孔、鱼眼等缺陷，无法获得满意的效果。因此，泡沫控制是不可怠慢的重要环节，消泡剂也就成为水性涂料中必不可少的一种添加剂。

消泡剂主要分为有机硅消泡剂和非有机硅消泡剂，具体到应用在水性涂料中的消泡剂，主要为改性有机硅消泡剂和矿物油消泡剂两大类。矿物油消泡剂作为一款发展较早的涂料用消泡剂，消泡能力差导致添加量高、矿物油影响光泽度等一系列缺点慢慢显露出来。关于涂料用改性有机硅类消泡剂的介绍很多。CN102993815A的专利介绍了一种含有氢、甲基、乙酰基或丁基封端的聚醚改性硅氧烷的组合物，作为涂料施涂中的除气剂。CN104667585A的专利介绍了一种聚醚改性聚硅氧烷与表面活性剂复配制备消泡剂的方法，消泡性能良好。CN102527096A的专利介绍了一种有机硅消泡剂的制备方法，在聚醚改性有机硅的基础上，在有机硅氧烷主链上接枝具有树状结构的聚醚基团，解决了消泡速度欠佳和对温度敏感的问题。

这些技术都是用聚醚来改性聚硅氧烷，并辅助以硅膏或大量白炭黑来提高消泡功能。这些产品不外乎两个外界形态：一种是100%不含水和稀释剂的产品；一种是将活性物质通过乳化的方法分散在水中形成的乳液产品。而且这些产品仅仅具有泡沫控制的功能，而对于润湿性、流平性的贡献几乎为零。

本专利发明人通过大量的实验研究，发现用聚醚、支型改性聚醚、线型改性聚醚、增溶剂等组成的混合物能将泡沫控制在可以接受的程度，同时还具有较低的表面张力，对润湿和流平有着很好的写作作用。这种聚醚组合物除了用于涂料、油墨等方面的泡沫控制和表面控制，也能在其他不能用有机硅消泡剂的体系中，如生物法污水处理、垃圾渗滤液。

发明内容

本发明的目的是披露一种聚醚组合物，用在涂料、油墨等体系中兼有泡沫控制和表面控制的特征。

本发明所述的一种聚醚组合物包括：（A）聚醚、（B）支型改性聚醚、（C）线型改性聚醚和（D）增溶剂。

聚醚

所述的聚醚是该组合物的主体成分，具有如下结构通式：

R{M(EO)_x(PO)_yR¹}_n (Ⅰ)

式(Ⅰ)中，

R为聚醚的起始剂中的官能团，选自：

（1）碳原子数为1~30的烷基，包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二碳烷基、十四碳烷基、十六碳烷基、十八碳烷基、二十碳烷基、二十二碳烷基、二十四碳烷基、二十六碳烷基、二十八碳烷基、三十碳烷基；

（2）芳基，包括苯基、α-甲基苯乙基和苯乙基；

（3）烯烃，包括碳原子数为3~6的α-烯烃，如丙烯、α-丁烯、α-己烯、α-癸烯；

（4）氢原子；

M为连接基团，包括：－O－、－COO－、－NH－。

下标n为起始剂的官能度，为1~4的整数。

下标x、y分别为EO、PO的聚合度，x的平均值为1~40，y的平均值为1~80。

R¹为封端基团，包括氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、－OOCR²；其中R²为碳原子数4~20的烷基。

所述的聚醚的用量为组合物总质量的60~90%。

B、支型改性聚醚

所述的支型改性聚醚是用侧链含氢聚硅氧烷和聚醚反应，用来降低聚醚的表面张力。

所述的支型改性聚醚结构通式如下：

（Ⅱ）

式（Ⅱ）中，下标m为聚合度，m为1~6的整数；p和q为EO和PO的聚合度，p的平均值为1~20，q的平均值为1~15；R³为封端基团，为氢原子，或甲基，或乙酰基，或丁基。

所述的支型改性聚醚是由技术领域内公知技术制备的，将含氢聚硅氧烷和不饱和聚醚加入反应容器中，并加入铂含量为1~20ppm的氯铂酸异丙醇溶液，在80~150℃反应0.5~3h制得。

所述的支型改性聚醚的用量为组合物总质量的1~20%。

C、线型改性聚醚

所述的线型改性聚醚是用来改善润湿性和铺展性的。

所述的线型改性聚醚结构通式如下：

（Ⅲ）

式（Ⅲ）中，下标t为聚合度，t为1~20的整数；r和s为EO和PO的聚合度，r和s的平均值为1~30；R⁴为封端基团，为氢原子，或甲基，或乙酰基，或丁基。

所述的线型改性聚醚的用量为组合物总质量的1~20%。

D、增溶剂

所述的增溶剂是用量加强产品的稳定性的，同时能让产品在应用的过程中以很快的速度渗透到介质中去。所述的增溶剂主要包括醇和醚两类。

醇主要指小分子的脂肪醇，选自甲醇、乙醇、异丙醇；

醚主要指由小分子的含羟基物质之间反应形成的含醚键的物质，选自甲醚、乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇异丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇戊醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇异丙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇戊醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇异丙醚、丙二醇丁醚、丙二醇戊醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇异丙醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇戊醚。

所述的增溶剂的用量为组合物总质量的0.5~10%。

本发明的聚醚组合物的制备方法如下：

室温条件下，将聚醚投入到反应釜中，然后加入支型改性聚醚，温度不超过50℃的情况下，搅拌10~20min加入部分增溶剂使得体系能透明；然后再加入线型改性聚醚，搅拌10~20min后，再加入增溶剂，使得体系透明，就得到本发明的产品。

具体实施方式

实施例1：

聚醚A的例子：

实施例2

支型改性聚醚B的例子：

实施例3

线型改性聚醚C的例子：

实施例4

室温条件下，将88份聚醚A-1投入到反应釜中，然后加入5份支型改性聚醚B-3，加热至40℃，搅拌10min加入1份甲醇使得体系能透明；然后再加入3份线型改性聚醚C-4，搅拌20min后，再加入3份二乙二醇丁醚，使得体系透明，就得到本发明的产品（PolyetherCompound-1）PC-1。

实施例5

室温条件下，将80份聚醚A-2投入到反应釜中，然后加入6份支型改性聚醚B-1和4份支型改性聚醚B-7，加热至35℃，搅拌12min加入2份乙醇使得体系能透明；然后再加入5份线型改性聚醚C-7，搅拌10min后，再加入3份乙二醇甲醚，使得体系透明，就得到本发明的产品PC-2。

实施例6

室温条件下，将40份聚醚A-10和20份A-7投入到反应釜中，然后加入20份支型改性聚醚B-5，加热至25℃，搅拌10min加入4份二乙二醇异丙醚使得体系能透明；然后再加入10份线型改性聚醚C-1，搅拌18min后，再加入6份乙二醇甲醚，使得体系透明，就得到本发明的产品PC-3。

实施例7

室温条件下，将48.4份聚醚A-5和30份A-6投入到反应釜中，然后加入1份支型改性聚醚B-2，加热至30℃，搅拌10min加入部分0.3份乙醇使得体系能透明；然后再加入20份线型改性聚醚C-3，搅拌10min后，再加入0.3份二乙二醇戊醚，使得体系透明，就得到本发明的产品PC-4。

实施例8

室温条件下，将95份聚醚A-4投入到反应釜中，然后加入2份支型改性聚醚B-4，加热至25℃，搅拌15min加入0.5份异丙醇使得体系能透明；然后再加入2份线型改性聚醚C-6，搅拌20min后，再加入0.5份乙二醇甲醚，使得体系透明，就得到本发明的产品PC-5。

实施例9

室温条件下，将65份聚醚A-3投入到反应釜中，然后加入20份支型改性聚醚B-6，加热至25℃，搅拌10min加入3份甲醚使得体系能透明；然后再加入10份线型改性聚醚C-2和10份线型改性聚醚C-5，搅拌20min后，再加入2份二丙二醇丁醚，使得体系透明，就得到本发明的产品PC-6。

实施例10

室温条件下，将75份聚醚A-8投入到反应釜中，然后加入10份支型改性聚醚B-4，加热至48℃，搅拌15min加入1份二乙二醇丁醚使得体系能透明；然后再加入10份线型改性聚醚C-5，搅拌15min后，再加入4份二乙二醇丁醚，使得体系透明，就得到本发明的产品PC-7。

对比例1

室温条件下，将85份聚醚A-8投入到反应釜中，然后加入1份二乙二醇丁醚使得体系能透明；然后再加入10份线型改性聚醚C-5，搅拌15min后，再加入4份二乙二醇丁醚，使得体系透明，就得到本发明的产品CPC-1。

对比例2

室温条件下，将85份聚醚A-8投入到反应釜中，然后加入10份支型改性聚醚B-4，加热至48℃，搅拌15min加入1份二乙二醇丁醚使得体系能透明；搅拌15min后，再加入4份二乙二醇丁醚，使得体系透明，就得到本发明的产品CPC-2。

对比例3

室温条件下，将95份聚醚A-8投入到反应釜中，加热至48℃，搅拌15min加入1份二乙二醇丁醚使得体系能透明；再加入4份二乙二醇丁醚，使得体系透明，就得到本发明的产品CPC-3。

对比例4

直接用100份聚醚A-8当成试验样品，命名为CPC-4。

对比例5

按照专利CN101811007的方法制备样品，命名为CPC-5。

性能测试

1、泡沫性能控制对比：

称取200g市售水性涂料、100g去离子水和0.2g待测试样品装入容器中，以1500rpm的转速分散5min，完毕后立即将部分分散液倒入量筒，读取分散液的体积V，称量该分散液加量筒的重量为M，则该分散液的分散密度ρ按照如下公式计算：

ρ（g/mL）=M / V × 100%

2、润湿性测试：

取出上述部分测试完分散密度的少许分散液滴于黑白纸上，并用75微米湿膜制备器匀速刮平，观察分散液在玻璃板上呈现的状态（缩孔情况），以每平方厘米干膜上1mm的缩孔来表示。

、静态表面张力测试

表1 分散密度和润湿性测试结果

测试样品	高速分散密度/ g/mL	润湿性/个	静态表面张力/ mN/m
				PC-1	1.4487	3	27.1
PC-2	1.4501	2	27.1
				PC-3	1.4492	1	25.4
PC-4	1.4513	2	26.5
				PC-5	1.4489	2	27.4
PC-6	1.4524	0	24.9
				PC-7	1.4625	0	25.8
CPC-1	1.4610	7	29.4
				CPC-2	1.4479	9	29.5
CPC-3	1.4426	8	29.3
				CPC-4	1.4738	10	30.3
CPC-5	1.4354	8	31.4

从上述测试数据可以看出，

专利发明的样品PC-1~PC-7在涂料中产生的缩孔要明显比对比例的少。

通过PC-1、CPC-1、CPC-2、CPC-3的比较，发现聚醚、支型改性聚醚、线型改性聚醚和共溶剂的复配，泡沫控制性能和润湿性都是PC-1明显好，这主要是由于支型改性聚醚和线型改性聚醚的表面张力较低，帮助涂膜铺展，这从表面张力的差异也可以看出来。

再从PC-1~PC-7的样品的泡沫控制性能上看，这些样品的性能也是比较好的。

Claims

1.一种聚醚组合物，其特征在于，所述的聚醚组合物包括：聚醚A、支型改性聚醚B、线型改性聚醚C和增溶剂D；

A、聚醚，所述的聚醚是该组合物的主体成分，所述的聚醚的结构通式如下：

R{M(EO)_x(PO)_yR¹}_n

（Ⅰ）

式（Ⅰ）中，R为聚醚的起始剂中的官能团，选自

碳原子数为1~30的烷基，烷基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二碳烷基、十四碳烷基、十六碳烷基、十八碳烷基、二十碳烷基、二十二碳烷基、二十四碳烷基、二十六碳烷基、二十八碳烷基、三十碳烷基，

芳基，选自苯基、α-甲基苯乙基和苯乙基，

烯烃，选自碳原子数为3~6的α-烯烃，和氢原子；

R¹为封端基团，选自氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基和－OOCR²；R²为碳原子数4~20的烷基；

M为连接基团，包括：－O－、－COO－、－NH－；

下标n为起始剂的官能度，为1~4的整数；下标x、y分别为EO、PO的聚合度，x的平均值为1~40，y的平均值为1~80；

用量为组合物总质量的60~90%；

B、支型改性聚醚，所述的支型改性聚醚的结构通式如下：

（Ⅱ）

式（Ⅱ）中，下标m为聚合度，m为1~6的整数；p和q为EO和PO的聚合度，p的平均值为1~20，q的平均值为1~15；R³为封端基团，为氢原子，或甲基，或乙酰基，或丁基；

用量为组合物总质量的1~20%；

C、线型改性聚醚，所述的线型改性聚醚的结构通式如下：

（Ⅲ）

式（Ⅲ）中，下标t为聚合度，t为1~20的整数；r和s为EO和PO的聚合度，r和s的平均值为1~30；R⁴为封端基团，为氢原子，或甲基，或乙酰基，或丁基；

用量为组合物总质量的1~20%；

D、增溶剂，所述的增溶剂的用量为组合物总质量的0.5~10%；

所述的聚醚组合物的制备方法如下：

室温条件下，将聚醚投入到反应釜中，然后加入支型改性聚醚，温度不超过50℃的情况下，搅拌10~20min加入部分增溶剂使得体系能透明；然后再加入线型改性聚醚，搅拌10~20min后，再加入增溶剂，使得体系透明，就得到聚醚组合物。

2.根据权利要求1所述的一种聚醚组合物，其特征在于，所述的增溶剂包括醇和醚两类；醇类增溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇；醚类增溶剂选自甲醚、乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇异丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇戊醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇异丙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇戊醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇异丙醚、丙二醇丁醚、丙二醇戊醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇异丙醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇戊醚。