一种聚醚改性聚硅氧烷及其制备方法、消泡剂及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土外加剂，特别涉及一种聚醚改性聚硅氧烷及其制备方法、消泡剂及其制备方法。

背景技术：

1、聚醚改性有机硅消泡剂的制备，是通过接枝的方法，将亲水性的聚醚链段链接至具有憎水性的有机硅分子链上而制得的聚醚—硅氧烷共聚物。此类消泡剂有效地将聚醚消泡剂耐高温、耐强碱、抑泡能力强等优点，以及有机硅消泡剂无毒、无污染、挥发性低、破泡能力强等优点结合，大大地提高了消泡剂的适用范围。

2、聚醚改性聚硅氧烷型消泡剂，其根据聚硅氧烷与聚醚的化学键结合方式可分为两种:si-o-c型和si-c型。

3、(1)si-o-c型聚醚改性聚硅氧烷：一般是在酸的催化下，由聚硅氧烷与以羟基封端的聚醚发生缩合反应制备而成，但是si-o-c键遇水易发生水解，化学稳定性差，因而产品保存期较短。

4、(2)si-c型聚醚改性聚硅氧烷：通常是在氯铂酸的催化作用下，含有si－h键的聚硅氧烷与含有不饱和双键的聚醚发生加成反应制得，si－c型聚醚改性有机硅的抗水性能强，不易发生水解，耐高温，耐酸碱，在密封条件下可较长时间稳定保存。

5、但是，目前，聚醚改性聚硅氧烷消泡剂在我国仍处于研制阶段，市场上能独立生产聚醚改性聚硅氧烷产品的厂家非常少，主要依赖于进口，价格相对其他种类消泡剂也昂贵不少，主要原因是：

6、通过含氢硅油与聚醚缩聚制得的si－o－c型聚醚改性聚硅氧烷则由于其产品稳定性差，易发生水解导致产品不能长期存放。

7、通过硅氢加成路线制得的si－c型聚醚改性有机硅需要使用价格昂贵的氯铂酸作为催化剂，提高了产品的生产制造成本。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提到的现有消泡剂存在的问题，本发明提供一种聚醚改性聚硅氧烷，及采用该聚醚改性聚硅氧烷制得的消泡剂，其技术方案如下：

2、该聚醚改性聚硅氧烷的结构式如下：

3、

4、其中，a、g、h为4～20的整数；e为1～4的整数，f为20～30的整数；r1为h或oh或nh2,r2为h或nh2或f或cl或br。

5、本发明还提供一种如上所述的聚醚改性聚硅氧烷的制备方法，其包括以下步骤：

6、将含氢硅油a1、端烯基聚乙二醇醚a2、抗水解剂a3、催化剂酸加入一定量的溶剂中，搅拌，并在反应体系环境中通氮气，将反应体系加热至75～100℃以进行缩合反应，制得所述聚醚改性聚硅氧烷。

7、在一些实施例中，所述催化剂酸的用量为所述含氢硅油a1质量的0.1～0.5％；所述含氢硅油a1、所述端烯基聚乙二醇醚a2与所述抗水解剂a3的摩尔比为1:(1.1～1.5):(0.1～0.5)。

8、在一些实施例中，所述催化剂酸为全氟丁酸、全氟辛酸中的一种或多种组合；所述溶剂为氯仿、氯苯、乙腈中的一种或多种组合；

9、所述含氢硅油a1的结构式如下：

10、

11、其中，a、b为4～20的整数。

12、在一些实施例中，所述端烯基聚乙二醇醚a2的结构式如下：

13、

14、其中，e为1～4的整数，f为20～30的整数；所述端烯基聚乙二醇醚a2的起始剂为酯醇。

15、在一些实施例中，所述抗水解剂a3的结构式如下：

16、

17、其中，r1为h或oh或nh2,r2为h或nh2或f或cl或br。

18、本发明还提供一种消泡剂，其由乳化剂、聚醚改性聚硅氧烷与水的混合物于60～90℃加热温度下，搅拌处理制得；其中，所述乳化剂为聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的一种或多种组合；所述聚醚改性聚硅氧烷采用如上所述的聚醚改性聚硅氧烷；或采用如上所述的制备方法制得的聚醚改性聚硅氧烷。

19、在一些实施例中，所述聚醚改性聚硅氧烷、乳化剂与水的质量比为100：(10～30)：(300～500)；所述搅拌处理的搅拌速度为700～1000rpm，所述搅拌处理时间为30～60min。

20、本发明还提供一种消泡剂的制备方法，其包括以下步骤：

21、将乳化剂、聚醚改性聚硅氧烷与水进行预混合，得到预混物；

22、将预混物升温至60～90℃，进行搅拌处理，降温即制得所述消泡剂；其中，所述乳化剂为聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的一种或多种组合；所述聚醚改性聚硅氧烷采用如上所述的聚醚改性聚硅氧烷；或采用如上所述的制备方法制得的聚醚改性聚硅氧烷。

23、在一些实施例中，所述聚醚改性聚硅氧烷、乳化剂与水的质量比为100：(10～30)：(300～500)；所述搅拌处理的搅拌速度为700～1000rpm，所述搅拌处理时间为30～60min。

24、基于上述，与现有技术相比，本发明提供的聚醚改性聚硅氧烷、及采用该聚醚改性聚硅氧烷制得的消泡剂，具有以下有益效果：

25、本发明采用聚醚改性聚硅氧烷制备出的消泡剂，其具有良好的抗水解性和长期储存稳定性。并且其应用于混凝土中时，可有效消除混凝土有害气泡，泡沫的尺寸稳定性好，混凝土的早期流动性能良好，且混凝土材料的抗压强度得到提升，延长了混凝土材料的使用寿命。

26、本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种聚醚改性聚硅氧烷，其特征在于，结构式如下：

2.一种如权利要求1所述的聚醚改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的聚醚改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于：所述催化剂酸的用量为所述含氢硅油a1质量的0.1～0.5％；所述含氢硅油a1、所述端烯基聚乙二醇醚a2与所述抗水解剂a3的摩尔比为1:(1.1～1.5):(0.1～0.5)。

4.根据权利要求2所述的聚醚改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述催化剂酸为全氟丁酸、全氟辛酸中的一种或多种组合；所述溶剂为氯仿、氯苯、乙腈中的一种或多种组合；

5.根据权利要求2所述的聚醚改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述端烯基聚乙二醇醚a2的结构式如下：

6.根据权利要求2所述的聚醚改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述抗水解剂a3的结构式如下：

7.一种消泡剂，其特征在于：由乳化剂、聚醚改性聚硅氧烷与水的混合物于60～90℃加热温度下，搅拌处理制得；

8.根据权利要求7所述的消泡剂，其特征在于：所述聚醚改性聚硅氧烷、乳化剂与水的质量比为100：(10～30)：(300～500)；

9.一种消泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的消泡剂的制备方法，其特征在于：所述聚醚改性聚硅氧烷、乳化剂与水的质量比为100：(10～30)：(300～500)；

技术总结
本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种聚醚改性聚硅氧烷及其制备方法、消泡剂及其制备方法。该消泡剂由乳化剂、聚醚改性聚硅氧烷与水的混合物于60～90℃加热温度下，搅拌处理制得。本发明采用聚醚改性聚硅氧烷制备出的消泡剂，其具有良好的抗水解性和长期储存稳定性。并且其应用于混凝土中时，可有效消除混凝土有害气泡，泡沫的尺寸稳定性好，混凝土的早期流动性能良好，且混凝土材料的抗压强度得到提升，延长了混凝土材料的使用寿命。

技术研发人员：林艳梅,陈展华,沈强,陈浩,方云辉,郭元强,柯余良,刘兴龙,邓其林,游凯
受保护的技术使用者：科之杰新材料集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31