[发明专利]一种聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及有机硅领域，本发明公开了一种聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷及其制备方法、应用。本发明对聚硅氧烷的分子结构进行了设计和合成，具体是在聚硅氧烷分子链中同时引入两种聚醚结构以及长链含氟烃基进行改性，将所得聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷制备为消泡剂，能够适应绝大多数水性和油性体系，从而能在大多数的消泡剂场景下都有出色的消泡和抑泡能力，使用范围广泛。

技术领域

本发明涉及有机硅领域，尤其涉及一种聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷及其制备方法、应用。

背景技术

近年来，硅油类消泡剂发展迅速，商品种类繁多，被广泛应用于石油、化工、造纸、发酵、污水处理等工业领域。通常需要将硅油类消泡剂制备成乳液、硅膏、溶液和粉末等形态，提高其分散性，使其具有消泡和抑泡的能力。这些消泡剂都存在一个共同的问题，起初加入消泡剂后能够短时间抑制泡沫的产生，但长时间后硅油微粒慢慢聚集变大，逐渐失去消泡性能，甚至有帮助起泡的问题。

自乳化的硅油类消泡剂带有亲水性的聚醚链段，能够长久的保持分散性，可以有效避免上述问题。同时作为氟烃基的引用，能够有效降低硅油的表面张力，抑制起泡剂的起泡现象。例如专利CN111558235A、论文《氟醚改性聚硅氧烷的合成及消_抑泡性能的研究》均介绍了一种聚醚改性含氟硅油的制备方法以及将其作为一种高效消泡剂的研究情况，均表现出良好的消泡和抑泡能力。目前聚醚改性含氟硅油主要的制备方法是先制备出含氢氟硅油，再将聚醚通过硅氢加成反应接枝上去，然而此类方法需要通过三氟丙基甲基环三硅氧烷单体引入氟烃基，该氟烃基链长固定且比较短，在消泡性能的研究上有多局限性。此外，市场上常见的聚醚结构种类繁多，很多消泡剂应用场合对乳化剂的亲水和亲油性都有一定的要求，单一聚醚结构的乳化剂并不能满足多元化的市场需求。基于此，本发明对长链氟烃基和多元化的聚醚结构改性的聚硅氧烷的制备和消泡剂的应用进行了研究。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷及其制备方法、应用。本发明对聚硅氧烷的分子结构进行了设计和合成，具体是在聚硅氧烷分子链中同时引入两种聚醚结构以及长链含氟烃基进行改性，将所得聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷制备为消泡剂，能够适应绝大多数水性和油性体系，从而能在大多数的消泡剂场景下都有出色的消泡和抑泡能力，使用范围广泛。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷，分子结构式如式1或式2所示：

其中：

R₀为C1-C4的烷基、氢或乙酰氧基中的一种；

R₁和R₂为H、C1-C4的烷基中的一种；

m的值为0-30，n的值为0-30，且2≤m+n≤60；

e的值为0-30，f的值为0-30，且2≤e+f≤60；

x的值为3-20；a的值为1-50，b的值为1-50，c的值为1-50，d的值为5-200。

第二方面，本发明提供了一种聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷的制备方法，包含以下步骤：

1)取烯丙基聚醚、维生素C和溶剂搅拌升温，共沸除水；加入含氢硅油，升温反应，加入催化剂；待反应液澄清后，保温反应。

2)往步骤1)所得反应液中加入长链含氟烯烃和催化剂，继续保温反应；反应结束；减压蒸馏除去溶剂和未反应的原料，得到聚醚和长链含氟烃基共改性聚硅氧烷，外观为无色至淡金黄色的澄清透明粘稠液体。

作为优选，步骤1)中，所述溶剂为甲苯；步骤1)和步骤2)中，所述催化剂为氯铂酸的异丙醇溶液或卡斯特的甲苯溶液；优选卡斯特的甲苯溶液。