專利名稱：硅氧烷防沫劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅氧烷防沫劑，該防沫劑如關(guān)于含水油墨或相似的水基體系方面展示優(yōu)異的防沫效果。
背景技術(shù)：
聚氧化烯改性的硅氧烷地特征為許多積極的性能，如低表面張力，高熱和化學(xué)穩(wěn)定性等，因此此化合物以發(fā)泡穩(wěn)定劑、化妝品添加劑、涂料流平劑、防沫劑等的形式，在各種領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。適于改性的聚氧化烯基團(tuán)由親水性聚氧乙烯基團(tuán)(EO)和疏水性聚氧丙烯基團(tuán)(PO)組成。通過改變EO對(duì)PO比例，可以改變聚氧化烯基團(tuán)或在改性硅油的親水性和疏水性性能之間的平衡。包含聚氧化烯改性的硅氧烷的防沫劑描述于，如日本未決公開專利申請(qǐng)[Kokai]H5-57109、US5,271,868和US5,804,099。
然而，用于含水發(fā)泡體系的已知防沫劑需要進(jìn)一步的改進(jìn)以增強(qiáng)防沫性能。在油墨應(yīng)用中特別重要和強(qiáng)烈需要的是提供高度操作性防沫劑，當(dāng)將包含防沫劑的油墨組合物涂敷到基材如紙上時(shí)，該防沫劑并不引起焰口&陷穴(所謂的魚眼)。
發(fā)明公開
以上問題通過本發(fā)明的硅氧烷防沫劑解決。更具體地，本發(fā)明的硅氧烷防沫劑包括聚氧化烯改性的硅氧烷，該聚氧化烯改性的硅氧烷每分子包含10-200個(gè)二有機(jī)硅氧烷單元和含有由如下通式表示的聚氧化烯改性基團(tuán)
-(CH2)r-O-(C3H6O)s-Q (1)
其中Q是氫原子、或選自如下的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)含有1-18個(gè)碳原子的烷基、?；⒖梢匀〈陌被?、或-N＝C＝O基團(tuán)，r是2-6的數(shù)，和s是5-50的數(shù)，
和由如下通式表示的聚氧化烯改性基團(tuán)
-(CH2)r’-O-(C2H4O)s’-Q’ (2)
其中Q’是氫原子、或選自如下的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)含有1-18個(gè)碳原子的烷基、?；⒖梢匀〈陌被?、或-N＝C＝O基團(tuán)，r’是2-6的數(shù)，和s’是1-30的數(shù)，
該聚氧化烯改性的硅氧烷滿足如下條件
3≤E≤90和0.01≤E/(E+P)≤0.45，
其中P是每分子氧化丙烯單元(C3H6O-)的總數(shù)目和E是每分子氧化乙烯單元(C2H4O-)的總數(shù)目。
聚氧化烯改性的硅氧烷是已知化合物，它正常由下述方法合成。它可以通過如下方式獲得通過亞烷基將由使1-10個(gè)，或更多由氧化烯基團(tuán)組成的重復(fù)單元鏈而形成的結(jié)構(gòu)結(jié)合到主鏈上的一些硅原子或結(jié)合到二有機(jī)聚硅氧烷的末端硅原子上。
本發(fā)明由聚氧化烯改性的硅氧烷組成的優(yōu)選防沫劑可以由如下通式(3)表示
R13-aG1aSiO-(R1R2SiO)x-(R1G2SiO)y-(R1G3SiO)z-SiG1aR13-a (3)
其中G1是選自R1、G2、或G3的基團(tuán)，它們可以不同，和R1獨(dú)立地是含有1-18個(gè)碳原子的烷基或含有6-9個(gè)碳原子的芳族基團(tuán)；
G2是由如下通式表示的基團(tuán)
-(CH2)r-O-(C3H6O)s-Q
(其中Q是氫原子或選自如下的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)含有1-18個(gè)碳原子的烷基、?；?、也可以取代的氨基、或-N＝C＝O基團(tuán)，r是2-6的數(shù)，和s是5-50的數(shù))；和
G3是由如下通式表示的基團(tuán)
-(CH2)r’-O-(C2H4O)s’-Q’
(其中Q’與Q相同，r’是2-6的數(shù)，和s’是1-30的數(shù))；
x是10-200的數(shù)，y是0-60的數(shù)，z是0-30的數(shù)，和a是0或1，
該聚氧化烯改性的硅氧烷滿足如下條件
3≤E≤90和0.01≤E/(E+P)≤0.45，
其中P是每分子氧化丙烯單元(C3H6O-)的總數(shù)目和E是每分子氧化乙烯單元(C2H4O-)的總數(shù)目。
進(jìn)行本發(fā)明的最好方式
構(gòu)成本發(fā)明硅氧烷防沫劑的聚氧化烯改性的硅氧烷可以由兩種不同類型的聚氧化烯基團(tuán)改性。第一種類型涉及由上述通式(1)表示的聚氧化丙烯基團(tuán)，和第二種類型涉及由上述通式(2)表示的聚氧化乙烯基團(tuán)。
聚氧化烯改性的硅氧烷正常地由如下單元組成沒有聚氧化烯改性基團(tuán)的二有機(jī)聚硅氧烷單元，含有聚氧化烯改性基團(tuán)的有機(jī)聚硅氧烷單元，和末端基團(tuán)(正常地，含有聚氧化烯改性基團(tuán)的三有機(jī)甲硅烷氧基或甲硅烷氧基)。
本發(fā)明的聚氧化烯改性的硅氧烷可含有僅在主鏈硅氧烷單元上的聚氧化烯改性基團(tuán)，或代替在主鏈硅氧烷單元上的聚氧化烯改性基團(tuán)，各自的聚氧化烯改性基團(tuán)可以鍵合到上述聚氧化烯改性的硅氧烷兩個(gè)末端上的兩個(gè)甲硅烷氧基上，或聚氧化烯改性基團(tuán)可以鍵合到主鏈和末端兩者上。
基團(tuán)Q，它是通式(1)聚氧化丙烯改性基團(tuán)的端基，可包括單價(jià)有機(jī)基團(tuán)和可以選自含有1-18個(gè)碳原子的烷基、酰基、也可以取代的氨基、或-N＝C＝O基團(tuán)(異氰酸根合基團(tuán))。在此，烷基可以例舉為甲基、乙基、丙基、丁基、己基、庚基、和辛基。烷基可具有線性或支化結(jié)構(gòu)，但如果碳原子的數(shù)目超過18，包含這樣烷基的防沫聚氧化烯改性的硅油的粘度會(huì)增加到一定的水平，在該水平下防沫劑不適用于含水發(fā)泡體系。
?；梢岳e為乙酰基、丙烯酰基、甲基丙烯?；⒒蛳嗨苹鶊F(tuán)。除-NH2以外，也可以取代的其它氨基，是烷基氨基、二烷基氨基或相似基團(tuán)。Q的合適例子是含有1-6個(gè)碳原子的烷基。在此情況下，在通式(1)中，r應(yīng)當(dāng)為2-6，和s應(yīng)當(dāng)為5-50，和優(yōu)選10-30。
另一方面，表示通式(2)聚氧化乙烯改性基團(tuán)的端基的Q’可以與以上定義的Q相同。在此，r’應(yīng)當(dāng)為2-6，和s’應(yīng)當(dāng)為1-30，和優(yōu)選5-15。
如果二有機(jī)硅氧烷單元的數(shù)目小于上述范圍(10-200個(gè)單元)的下限，由于試劑在含水發(fā)泡體系中溶解度的增加，防沫劑的防沫效果減少。另一方面，如果二有機(jī)硅氧烷單元的數(shù)量超過上述范圍的上限，這會(huì)損害硅氧烷防沫劑與含水發(fā)泡體系的相容性，和當(dāng)這樣的試劑與油墨結(jié)合時(shí)，涂敷到基材上的油墨會(huì)展示陷穴。因此，二有機(jī)硅氧烷單元的優(yōu)選數(shù)目為50-150。
如果一個(gè)分子中氧化乙烯單元的總數(shù)目E低于上述范圍(它是3-90)的下限，這會(huì)損害硅氧烷發(fā)泡劑與含水發(fā)泡體系的相容性。例如，如果在此情況下硅氧烷防沫劑用于油墨，涂敷到基材上的油墨會(huì)展示陷穴。另一方面，如果二有機(jī)硅氧烷的數(shù)量超過上述范圍的上限，由于防沫劑在含水體系中的增加溶解度，防沫效果降低。
考慮到以上情況，優(yōu)選一個(gè)分子中氧化乙烯單元的總數(shù)目為10-70。
如果E/(E+P)，包含在一個(gè)分子中氧化乙烯單元對(duì)氧化乙烯和氧化丙烯單元兩者總數(shù)目的比例，小于上述范圍(它是0.01-0.45)的下限，這會(huì)損害在硅氧烷防沫劑和含水發(fā)泡體系之間的親合力。結(jié)果是，當(dāng)此試劑與油墨結(jié)合使用時(shí)，涂敷到基材上的油墨會(huì)展示陷穴。另一方面，如果E/(E+P)比例超過上述范圍的上限，硅氧烷防沫劑容易溶于含水發(fā)泡體系，因此降低試劑的防沫效果。優(yōu)選E/(E+P)比例為0.1-0.35。
本發(fā)明包括聚氧化烯改性的硅氧烷的硅氧烷防沫劑滿足上述條件，和優(yōu)選的一種可以由上述通式(3)表示。通式(3)中的G1是選自R1、G2、或G3的基團(tuán)。R1可以獨(dú)立地是含有1-18個(gè)碳原子的烷基或含有6-9個(gè)碳原子的芳族烴基團(tuán)。上述烷基可具有線性或支化結(jié)構(gòu)。它可以由如甲基、乙基、丙基、丁基、己基、庚基、辛基、或相似基團(tuán)表示，優(yōu)選含有1-6個(gè)碳原子。上述芳族烴基的例子包括苯基等。
G2由如下通式表示-(CH2)r-O-(C3H6O)s-Q，其中Q，r，和s如以上所定義。
在通式(3)中，x是10-200，優(yōu)選50-150，y是0-60，優(yōu)選1-20，z是0-30，優(yōu)選1-10，和a是0或1。
如先前所述，要求在上述通式(3)中滿足以下條件3≤E≤90和0.01≤E/(E+P)≤0.45，其中P是包含在一個(gè)分子中氧化丙烯單元(C3H6O-)的總數(shù)目和E是包含在一個(gè)分子中氧化乙烯單元(C2H4O-)的總數(shù)目。
如上所述，聚氧丙烯改性基團(tuán)和聚氧乙烯改性基團(tuán)可以鍵合到主鏈上或鍵合到聚氧化烯改性的硅氧烷末端上。例如，在本發(fā)明范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)可含有鍵合到一個(gè)末端上甲硅烷氧基的硅原子的聚氧丙烯改性基團(tuán)，和鍵合到另一個(gè)末端上甲硅烷氧基的硅原子的聚氧乙烯改性基團(tuán)，同時(shí)主鏈的硅氧烷單元可以一點(diǎn)也沒有任何聚氧化烯改性基團(tuán)。此情況具有通式(3)，其中y＝0和z＝0。
換言之，當(dāng)y＝0或z＝0時(shí)，至少一個(gè)末端甲硅烷氧基具有a＝1，和當(dāng)y＝z＝0時(shí)，兩個(gè)末端甲硅烷氧基具有a＝1。
推薦通過亞烷基鍵合到硅氧烷單元的硅原子上的聚氧丙烯基團(tuán)的氧化丙烯單元(C3H6O-)的數(shù)目為5-50。如果此數(shù)目小于推薦范圍的下限，將會(huì)減少防沫劑的效果，和如果此數(shù)目超過上限，聚氧化烯改性的硅氧烷會(huì)具有增加的粘度，使得會(huì)損害試劑在發(fā)泡體系中的分散性。更優(yōu)選該氧化丙烯單元的數(shù)目為10-30。
推薦通過亞烷基鍵合到硅氧烷單元的硅原子上的聚氧乙烯基團(tuán)的氧化乙烯單元(C2H4O-)的數(shù)目為1-30。如果此數(shù)目超過推薦的上限，由于聚氧化烯改性的硅氧烷會(huì)顯示強(qiáng)烈的固化傾向，這是不實(shí)際的。上述氧化乙烯單元的最優(yōu)選數(shù)目是5-15。
此外，從合成的觀點(diǎn)來看，必須選擇含有通過亞烷基鍵合的聚氧丙烯基團(tuán)的硅氧烷單元數(shù)目為0-60，優(yōu)選1-20。當(dāng)硅氧烷單元的以上數(shù)目是0時(shí)，自然要求在聚氧化烯改性的硅氧烷的主鏈末端上存在的至少一個(gè)甲硅烷氧基含有聚氧丙烯改性基團(tuán)，該聚氧化烯改性的硅氧烷包含聚氧乙烯改性基團(tuán)。
推薦含有通過亞烷基鍵合的氧化乙烯基團(tuán)的硅氧烷單元的數(shù)目為0-30。如果此數(shù)目超過推薦范圍的上限，由于試劑在含水發(fā)泡體系中溶解度的增加，損害防沫能力。優(yōu)選上述數(shù)目為1-10。當(dāng)上述硅氧烷單元的數(shù)目是0時(shí)，自然要求在聚氧化烯改性的硅氧烷的主鏈末端上存在的至少一個(gè)甲硅烷氧基含有聚氧乙烯改性基團(tuán)，該聚氧化烯改性的硅氧烷包含聚氧丙烯改性基團(tuán)。
為用于含水發(fā)泡體系，優(yōu)選包含在本發(fā)明防沫硅氧烷中的聚氧化烯改性的硅氧烷的粘度為10-100,000cSt。
進(jìn)一步參考優(yōu)選的實(shí)際實(shí)施方案描述本發(fā)明。
實(shí)際實(shí)施方案1
硅氧烷防沫劑由通式(4)的聚氧化烯改性的硅氧烷組成
R13-aG1aSiO-(R1R1SiO)x-(R1G2SiO)y-(R1G3SiO)z-SiG1aR13-a(4)
實(shí)際實(shí)施方案2
硅氧烷防沫劑由通式(5)的聚氧化烯改性的硅氧烷組成
R13-aG1aSiO-(R1R1SiO)x-(R1G2SiO)y-(R1G3SiO)z-SiG1aR13-a (5)
實(shí)際實(shí)施方案3
硅氧烷防沫劑由通式(6)的聚氧化烯改性的硅氧烷組成
R13-aG1aSiO-(R1R1SiO)x-(R1G2SiO)y-(R1G3SiO)z-SiG1aR13-a (6)
實(shí)際實(shí)施方案4
硅氧烷防沫劑由通式(7)的聚氧化烯改性的硅氧烷組成
R13-aG1aSiO-(R1R1SiO)x-(R1G2SiO)y-(R1G3SiO)z-SiG1aR13-a(7)
實(shí)際實(shí)施方案5
這是與實(shí)際實(shí)施方案1中相同的硅氧烷防沫劑，區(qū)別在于在通式(4)中，Q是含有1-6個(gè)碳原子的烷基，和Q’也是含有1-6個(gè)碳原子的烷基。
實(shí)際實(shí)施方案6
這是與實(shí)際實(shí)施方案2中相同的硅氧烷防沫劑，區(qū)別在于通式(5)中的Q是含有1-6個(gè)碳原子的烷基，和Q’也是含有1-6個(gè)碳原子的烷基。
實(shí)際實(shí)施方案7
這是與實(shí)際實(shí)施方案3中相同的硅氧烷防沫劑，區(qū)別在于通式(6)中的Q是含有1-6個(gè)碳原子的烷基，和Q’[也]是含有1-6個(gè)碳原子的烷基。
實(shí)際實(shí)施方案8
這是與實(shí)際實(shí)施方案4中相同的硅氧烷防沫劑，區(qū)別在于通式(7)中的Q是含有1-6個(gè)碳原子的烷基，和Q’[也]是含有1-6個(gè)碳原子的烷基。
實(shí)際實(shí)施方案9
這是與實(shí)際實(shí)施方案2中相同的硅氧烷防沫劑，區(qū)別在于通式(6)中的Q是含有1-6個(gè)碳原子的烷基，和Q’[也]是含有1-6個(gè)碳原子的烷基，在一個(gè)末端取代甲硅烷氧基的硅原子的G1是G2，和鍵合到未端甲硅烷氧基的硅原子上的另一個(gè)G1也是G2，和z是1-30的數(shù)。
實(shí)際實(shí)施方案10
這是與實(shí)際實(shí)施方案2中相同的硅氧烷防沫劑，區(qū)別在于通式(6)中的Q是含有1-6個(gè)碳原子的烷基，和Q’[也]是含有1-6個(gè)碳原子的烷基，在一個(gè)末端取代甲硅烷氧基的硅原子的G1是G3，和鍵合到末端甲硅烷氧基的硅原子上的另一個(gè)G1也是G3，和y是1-60的數(shù)。
實(shí)際實(shí)施方案11
包括聚氧化烯改性的硅氧烷的硅氧烷防沫劑的特征在于聚氧化烯改性的硅氧烷由如下單元組成R1SiO3/2或SiO4/2單元，和R12SiO2/2，R13-aG12SiO1/2，R1G2SiO2/2和R1G3SiO2/2單元，每個(gè)分子總計(jì)具有10-200個(gè)二有機(jī)硅氧烷單元，
其中G1是選自R1、G2、或G3的基團(tuán)，它們可以不同，和R1獨(dú)立地是含有1-18個(gè)碳原子的烷基或含有6-9個(gè)碳原子的芳族基團(tuán)；
G2是由如下通式表示的基團(tuán)
-(CH2)r-O-(C3H6O)s-Q
其中Q是氫原子或選自如下的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)含有1-18個(gè)碳原子的烷基、?；?、也可以取代的氨基、或-N＝C＝O基團(tuán)，r是2-6的數(shù)，和s是5-50的數(shù)；
G3是由如下通式表示的基團(tuán)
-(CH2)r’-O-(C2H4O)s’-Q’
其中Q’與Q相同，r’是2-6的數(shù)，和s’是1-30的數(shù))；和a是0或1，
該聚氧化烯改性的硅氧烷滿足如下條件
3≤E≤90和0.01≤E/(E+P)≤0.45，
其中P是每分子氧化丙烯單元(C3H6O-)的總數(shù)目和E是每分子氧化乙烯單元(C2H4O-)的總數(shù)目。
本發(fā)明的硅氧烷防沫劑可以由稱為硅氫化反應(yīng)的方法合成。例如，它可以由如下方式獲得在鉑催化劑存在下，在主分子鏈末端含有乙烯基(或烯丙基)的聚氧化烯化合物和有機(jī)氫聚硅氧烷之間(即在聚氧化烯化合物的不飽和鍵和有機(jī)氫聚硅氧烷的SiH鍵之間)引起加成反應(yīng)。
本發(fā)明的聚氧化烯改性的硅氧烷可以由如下方式制備使含有乙烯基或烯丙基的第一聚氧化烯化合物，如都含有乙烯基或烯丙基的聚氧乙烯化合物和聚氧丙烯化合物，與有機(jī)氫聚硅氧烷進(jìn)行加成反應(yīng)，隨后由含有乙烯基或烯丙基的第二聚氧化烯化合物，它不同于第一聚氧化烯化合物，與該有機(jī)氫聚硅氧烷的未反應(yīng)，剩余SiH鍵進(jìn)行加成反應(yīng)。當(dāng)?shù)谝痪垩趸┗衔锸蔷垩跻蚁┗衔飼r(shí)，第二聚氧化烯化合物選自聚氧丙烯化合物。相反的情況也是真實(shí)的。在那些情況下，第一聚氧化烯化合物應(yīng)當(dāng)與有機(jī)氫聚硅氧烷反應(yīng)，聚氧化烯化合物的摩爾比小于有機(jī)氫聚硅氧烷中的SiH鍵摩爾數(shù)以保持未反應(yīng)的SiH鍵。
或者有機(jī)氫聚硅氧烷可以與該聚氧乙烯化合物和該聚氧丙烯化合物同時(shí)反應(yīng)。
可以依賴于什么和如何構(gòu)造聚氧化烯改性的硅氧烷是所需的，而確定聚氧化烯化合物對(duì)有機(jī)聚硅氧烷的摩爾比。反應(yīng)條件也由簡單的預(yù)備試驗(yàn)確定。
硅氫化反應(yīng)的鉑催化劑是本領(lǐng)域公知的。引用日本專利KokaiNo.2001-114895(等同于USP6,211,323)用于此參考。
關(guān)于本發(fā)明硅氧烷防沫劑的應(yīng)用方法，它的用途并不僅限于含水發(fā)泡體系和，如需要，它可以例如以水包油體系的乳液的形式使用。在此情況下，推薦使用非離子類型的乳化劑。本發(fā)明的防沫劑可以與其它類型的防沫劑混合。這樣防沫劑的例子是由硅油和二氧化硅組成的硅氧烷化合物。如需要，本發(fā)明的試劑可以與其它硅氧烷類型和有機(jī)類型防沫劑結(jié)合使用。
關(guān)于本發(fā)明的防沫劑應(yīng)當(dāng)加入到含水發(fā)泡體系中的數(shù)量沒有特別的限制，和在每種情況下根據(jù)防沫效果的要求水平確定加入的數(shù)量。然而一般情況下，它應(yīng)當(dāng)以0.001-5％的數(shù)量加入，基于含水發(fā)泡體系的重量。
(實(shí)際實(shí)施例)
參考實(shí)際實(shí)施例進(jìn)一步更詳細(xì)描述本發(fā)明，然而，實(shí)際實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。在用于實(shí)際實(shí)施例的化學(xué)通式中，Me表示甲基。
參考實(shí)施例1
(用于實(shí)際實(shí)施例1的聚氧化烯改性的硅氧烷的合成)
從29.57g在側(cè)分子鏈中含有SiH的有機(jī)氫聚硅氧烷[Me3SiO-(MeMeSiO)35-(HMeSiO)7-SiMe3]和3.49g聚氧乙烯化合物[CH2＝CH-CH2-(C2H4O)11-CH3]制備混合物。將混合物加熱到70℃和與0.06g鉑催化劑(氯鉑酸的2wt％異丙醇溶液)結(jié)合。將混合物保持在70℃，和10min.之后以66.94g的數(shù)量加入聚氧丙烯化合物[CH2＝CH-CH2-(C3H6O)24-CH3]。將混合物再次與0.06g鉑催化劑結(jié)合，在70℃下保持30min和濾出，因此生產(chǎn)聚氧化烯改性的硅氧烷。
參考實(shí)施例2
(用于實(shí)際實(shí)施例8的聚氧化烯改性的硅氧烷的合成)
從76.58g僅在兩個(gè)分子鏈末端上含有SiH的有機(jī)氫聚硅氧烷[HMe2SiO-(MeMeSiO)100-(SiMe3H)]和5.58g用于參考實(shí)施例1的聚氧乙烯化合物制備混合物。將混合物加熱到70℃和與0.06g用于參考實(shí)施例1的鉑催化劑結(jié)合。將混合物保持在70℃，和10min.之后加入17.84g用于參考實(shí)施例1的聚氧丙烯化合物。將混合物再次與0.06g鉑催化劑結(jié)合，在70℃下保持30min和濾出，因此生產(chǎn)聚氧化烯改性的硅氧烷。
實(shí)際實(shí)施例1-10和對(duì)比例1-15
采用硅氧烷防沫劑和，為了對(duì)比，采用其它改性硅氧烷，硅氧烷防沫劑和改性硅氧烷分別示于表1和2，進(jìn)行下述試驗(yàn)。上述硅氧烷防沫劑和改性硅氧烷由如下所示的基礎(chǔ)通式表示。
實(shí)際實(shí)施例1-7，9，10和對(duì)比例1-5，8，9，14
其中使用的聚氧化烯改性的硅氧烷具有如下的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通式
G2-(CH2)3-O-(C3H6O)s-CH3
G3-(CH2)3-O-(C2H4O)s′-CH3
實(shí)際實(shí)施例8
其中使用的聚氧化烯改性的硅氧烷具有如下的結(jié)構(gòu)通式
對(duì)比例6
其中使用的聚氧化烯改性的硅氧烷具有如下的結(jié)構(gòu)通式
G4-(CH2)3-O-(C2H4O)6-(C3H6O)24-CH3
對(duì)比例7
其中使用的聚氧化烯改性的硅氧烷具有如下的結(jié)構(gòu)通式
G4-(CH2)3-O-(C2H4O)6-(C3H6O)11-CH3
對(duì)比例8
其中使用的聚氧化烯改性的硅氧烷具有如下的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通式
G2-(CH2)3-O-(C3H6O)24-CH3
對(duì)比例9
其中使用的聚氧化烯改性的硅氧烷具有如下的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通式
G3-(CH2)3-O-(C2H4O)11-CH3
試驗(yàn)的內(nèi)容
通過如下方式制備樣品將40g具有以下所示組成的含水油墨加載入蛋黃醬瓶中，然后加入0.5wt％硅氧烷防沫劑或另一種硅油作為有效組分。通過旋轉(zhuǎn)速度為4000rpm的攪拌葉片將組分混合10min。就在停止攪拌之后，使用比重杯在25℃下測量油墨的密度(g/cm3)。將相同的樣品在40℃下保持2天和然后以相同的方式測量它的密度。在40℃下貯存2天之后密度大于0.95g/cm3的那些油墨可以稱為“通過試驗(yàn)”，但密度小于0.95g/cm3的那些油墨可以稱為“失敗”。
含水油墨組合物包含以下給出的組分(1)-(6)(所有的份數(shù)按重量計(jì))
(1)顏料酞藍(lán)GNO-3* 15份
(2)含水油墨清漆Joncryl 61J** 5份
(3)含水油墨清漆Joncryl 7001** 40份
(4)聚乙烯蠟5份
(5)異丙醇 5份
(6)水 30份
*Sumika Color Co.，Ltd.的產(chǎn)品
**Johnson Polymer Co.，Ltd.的產(chǎn)品
2.相容性試驗(yàn)(垂伸試驗(yàn))
制備與用于防沫試驗(yàn)相同的樣品，在相同的防沫測試儀中攪拌，和然后直接在攪拌之后和在攪拌之后在40℃下保持2天后通過棒涂敷器(No.8)以18.3μm厚濕膜的形式涂敷到銅版紙上。將涂料在室溫下干燥10min，然后目測觀察以發(fā)現(xiàn)是否存在任何焰口/陷穴以確定防沫劑對(duì)油墨的相容性。關(guān)于在40℃下保持2天的樣品也進(jìn)行通過/不通過決定。
○焰口/陷穴不存在(通過)
×焰口/陷穴存在(不通過)
3.貯存試驗(yàn)
與用于上述防沫試驗(yàn)制備的相同的樣品和將上述含水油墨(沒有防沫劑)加載入單獨(dú)的蛋黃醬瓶和在烘箱中在40℃下保持2天。將蛋黃醬瓶放置在桌子上和然后當(dāng)瓶內(nèi)容物處于穩(wěn)態(tài)時(shí)傾斜30°。通過目測觀察瓶中的樣品是否具有特別的粘度增加而判斷試驗(yàn)的結(jié)果。
○沒觀察到特別的粘度增加(無凝膠化)
×由于凝膠化等觀察到特別的粘度增加
上述試驗(yàn)的結(jié)果見表3和4。
表1
表2
表3
表4
對(duì)比例15是用于空白試驗(yàn)，其中不將防沫劑加入到上述含水油墨組合物中。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明的硅氧烷防沫劑在含水發(fā)泡體系中展示優(yōu)異的防沫效果。當(dāng)將此試劑加入到油墨中時(shí)，它顯著抑制在油墨使用期間陷穴的發(fā)展。
權(quán)利要求
1.一種硅氧烷防沫劑，包括聚氧化烯改性的硅氧烷，其特征在于聚氧化烯改性的硅氧烷每分子包含10-200個(gè)二有機(jī)硅氧烷單元和含有由如下通式表示的聚氧化烯改性基團(tuán)
-(CH2)r-O-(C3H6O)s-Q (1)
其中Q是氫原子、或選自如下的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)含有1-18個(gè)碳原子的烷基、?；⒖梢匀〈陌被?、或-N＝C＝O基團(tuán)，r是2-6的數(shù)，和s是5-50的數(shù)，
和由如下通式表示的聚氧化烯改性基團(tuán)
-(CH2)r’O-(C2H4O)s’Q’ (2)
其中Q’是氫原子、或選自如下的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)含有1-18個(gè)碳原子的烷基、?；?、可以取代的氨基、或-N＝C＝O基團(tuán)，r’是2-6的數(shù)，和s’是1-30的數(shù)，
該聚氧化烯改性的硅氧烷滿足如下條件
3≤E≤90和0.01≤E/(E+P)≤0.45，
其中P是每分子氧化丙烯單元(C3H6O-)的總數(shù)目和E是每分子氧化乙烯單元(C2H4O-)的總數(shù)目。
2.權(quán)利要求1的硅氧烷防沫劑，其中該聚氧化烯改性的硅氧烷由如下通式表示
R13-aG1aSiO-(R1R2SiO)x-(R1G2SiO)y-(R1G3SiO)z-SiG1aR13-a(3)
其中G1是選自R1、G2、或G3的基團(tuán)，它們可以不同，和R1獨(dú)立地是含有1-18個(gè)碳原子的烷基或含有6-9個(gè)碳原子的芳族基團(tuán)；
G2是由如下通式表示的基團(tuán)
-(CH2)r-O-(C3H6O)s-Q
其中Q是氫原子、或選自如下的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)含有1-18個(gè)碳原子的烷基、?；?、也可以取代的氨基、或-N＝C＝O基團(tuán)，r是2-6的數(shù)，和s是5-50的數(shù)；
G3是由如下通式表示的基團(tuán)
-(CH2)r’-O-(C2H4O)s’，-Q’
其中Q’與Q相同，r’是2-6的數(shù)，和s’是1-30的數(shù)；x是10-200的數(shù)目，y是0-60的數(shù)，z是0-30的數(shù)，和a是0或1的數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明的硅氧烷防沫劑對(duì)于含水發(fā)泡體系展示了優(yōu)異的防沫效果，和特別適用于與油墨結(jié)合，其中它顯著抑制在油墨使用期間陷穴的發(fā)展。硅氧烷防沫劑的特征為包括聚氧化烯改性的硅氧烷，該聚氧化烯改性的硅氧烷含有由通式(1)和(2)表示的聚氧化烯基團(tuán)和在一個(gè)分子中包含10－200個(gè)二有機(jī)硅氧烷單元，該聚氧化烯改性的硅氧烷滿足如下條件3≤E≤90和0.01≤E/(E+P)≤0.45，其中P是包含在一個(gè)分子中氧化丙烯單元(C3H6O－)的總數(shù)目和E是包含在一個(gè)分子中氧化乙烯單元(C2H4O－)的總數(shù)目。
文檔編號(hào)B01D19/02GK1538865SQ0280693
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2002年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月21日
發(fā)明者曾建任 申請(qǐng)人:陶氏康寧亞洲株式會(huì)社