含硅氧烷的組合物及其應用制造技術

本發明專利技術公開了含有氫、甲基、乙酰基或丁基封端的聚醚改性的硅氧烷(PES)的組合物。所述含PES的組合物可以用作涂料組合物中的消泡劑或除氣劑，并特別是用于無氣噴涂的組合物。

【技術實現步驟摘要】
含硅氧烷的組合物及其應用相關申請的交叉參考本申請要求2011年9月09日提交的臨時申請No.61/532,606的權益。申請No.61/532,606的公開內容在此引為參考。專利技術背景本專利技術涉及包含聚醚改性、并具有至少丁基或乙酰基封端的硅氧烷的組合物。所述組合物可以用于廣泛范圍的組合物，包括用作除氣劑(de-aerator)以減少(如果不能消除)無空氣和空氣輔助噴霧施涂的涂料中的氣泡的組合物。涂料制劑中的氣泡和泡沫對完成后的涂層是有害的，因為這種氣泡可以形成和留下弧坑、針孔和其他不希望的表面缺陷。為了控制氣泡形成，可以向涂料添加消泡劑或除氣劑以分別防止大泡沫或微泡沫。泡沫通常由涂料體系中的添加劑、例如表面活性劑或乳化劑產生，也由涂料施涂技術產生。例如，無空氣和空氣輔助噴霧施涂易于將空氣捕集到涂層中，因為這些涂層的粘度和厚度通常大于通過常規噴霧施涂的涂層。某些常規組合物描述在美國專利Nos.3402192、3746653和4711714中。就US3402192而言，該專利的主要目標是提供可用作表面活性劑和乳化劑的聚氧化烯硅氧烷共聚物。另一個目標是提供穩定的用于聚氨酯泡沫的不可水解的表面活性劑，其在所述泡沫中不產生氣動效應(pneumaticeffect)。再一個目標是提供用于產生聚氨酯泡沫的優良的表面活性劑，其在水中表現出出色的溶解性和在與聚乙二醇、胺和氟烴的混合物中表現出出色的穩定性。但沒有公開涂料組合物或者消泡或除氣型涂料組合物。US3746653涉及特別可用于紡織品噴射染色的控泡劑組合物。硅氧烷乙二醇共聚物的乙二醇或聚氧化烯單元由A基團終止或封端。其沒有公開這種基團特有的性質，或在涂料組合物或者消泡或除氣型涂料組合物中的任何效用。US4711714涉及水不溶性聚氧化烯接枝共聚物作為消泡劑用于減少原油/氣體分離器中的泡沫。但沒有公開涂料組合物，或在涂料組合物或者消泡或除氣型涂料組合物中的任何效用。前面所述的專利的公開內容在此引為參考。在本領域中需要用于涂料組合物的消泡劑或除氣劑。專利技術概述本專利技術通過提供創造性的聚醚改性的硅氧烷(PES)，可以解決涂料制劑中并特別是無空氣和空氣輔助噴霧施涂中泡沫形成的問題。本專利技術的硅氧烷是減少(即使不是消除)涂料施涂中的微泡沫的有效除氣劑，并充當無空氣或空氣輔助噴霧施涂中的除氣劑。雖然可以使用任何適當的PES，但合適的PES的例子包括氫、甲基、乙酰基或丁基封端的PES。在某些施涂中，乙酰基和丁基封端的PES是理想的，而有時候乙酰基是優選的。本專利技術的一方面包括含有線型聚醚改性的硅氧烷的組合物，其中所述共聚物具有下式：M1’DmM2’其中M1’＝[(CH3)2(G)SiO-]，M2’＝[(CH3)2(G)Si-]；D＝[-(CH3)2SiO-]和G＝-(CH2)n-O-(CH2-CH2-O)X-(CH2-CH(CH3)-O)YZ；其中m＝3–50，n＝1–6，X＝0–20，Y＝2–50并且Z包括氫、或者甲基、丁基或乙酰基。本專利技術的另一個方面包括制造聚醚硅氧烷的方法，其包括在氫化硅烷化條件下、同時在至少一種溶劑和至少一種催化劑的存在下，使至少一種硅氧烷主鏈與封端的聚醚接觸。本專利技術的再一方面涉及包含至少一種PES的涂料組合物，所述PES包括上面描述的那些。所述涂料可以包含，例如，丙烯酸類粘合劑、苯乙烯丙烯酸酯粘合劑、改性的丙烯酸酯粘合劑、雙組分聚氨酯(2KPU)或單組分聚氨酯(1KPU)粘合劑體系、雙組分環氧樹脂粘合劑體系和聚酯粘合劑中的至少一種。在此公開的本專利技術的各方面或實施方式可以單獨應用或與本專利技術的其他方面結合應用。專利技術詳述本專利技術涉及廣義上的線型聚醚改性的硅氧烷，其中所述共聚物具有下式：M1’DmM2’其中M1’＝[(CH3)2(G)SiO-]，M2’＝[(CH3)2(G)Si-]D＝[-(CH3)2SiO-]G＝-(CH2)n-O-(CH2-CH2-O)X-(CH2-CH(CH3)-O)YZ其中m＝3-50n＝1-6X＝0–20Y＝2–50優選m＝5-30n＝1-6X＝0–10Y＝4–30最優選m＝10-30n＝2-4X＝0–5Y＝4–20這種聚醚可以用Z封端，Z可以是氫，或優選是甲基或丁基，或最優選是乙酰基。本專利技術的PES可以通過至少一種硅氧烷主鏈(例如，MHDxMH其中X＝3-50)與封端的聚醚(例如，CH2＝CH-CH2-O-(CH2-CH2-O)X-(CH2-CH(CH3)-O)YZ(其中X和Y的范圍可以從0-60，并且Z可以是氫、甲基、乙酰基或丁基)發生接觸或反應而產生，并且其中MH是[-(CH3)2SiH]-，其中H是與硅原子相連的氫并且D是[-(CH3)2Si-]。主鏈和封端的聚醚在氫化硅烷化條件下、同時在至少一種溶劑和至少一種催化劑存在下發生反應。合適的溶劑的例子包括二甲苯、甲苯和異丙醇中的至少一種，并且催化劑可以包括鉑催化劑(例如氯鉑酸)或Karstedts催化劑。硅氧烷主鏈可以通過任何合適的方法制備，例如使主鏈與至少一種酸催化劑例如酸性粘土、amberlyst、三氟甲磺酸或硫酸接觸。硅氧烷主鏈與酸催化劑的比率范圍可以從大約20∶1至大約1000∶1。溫度范圍從大約70℃到大約180℃。通過使聚醚與選自乙酸酐、甲醇鈉或甲醇鉀的至少一種接觸，對所述聚醚進行封端。聚醚與乙酸酐或堿金屬甲醇鹽的比率是大約1.0∶1.0至大約1.0∶1.1。這個步驟期間的溫度范圍為大約70℃到大約180℃。硅氧烷主鏈與封端聚醚的氫化硅烷化反應在至少一種溶劑和至少一種催化劑存在下發生。硅氧烷主鏈與封端聚醚的比率范圍從大約1.0∶1.0至大約1.0∶1.3。合適的溶劑的例子包括二甲苯、甲苯和異丙醇中的至少一種。合適的催化劑的例子可以包括鉑催化劑(例如氯鉑酸)、Speier催化劑或Karstedts催化劑。氫化硅烷化期間的溫度范圍從大約70℃到大約200℃。在本專利技術的一個方面，封端的PES包括ABA型(或線)型。如果希望，本專利技術的PES基本上不含接枝型PES。“基本上不含”是指所述PES含有小于大約2wt％并通常大約0wt％的接枝型PES。本專利技術的一個方面涉及含PES的組合物，其包含本專利技術的PES和任選的一種或多種其他消泡劑或除氣劑。雖然可以使用任何合適的其他消泡劑或除氣劑，但合適的化合物的例子包括本專利技術的PES以外的任何消泡劑，例如礦物油基、有機聚合物基、分子基、炔二醇或衍生的炔二醇基、烷烴二醇和衍生的烷烴二醇、和硅氧烷基的消泡劑。這樣的化合物的量范圍可以從大約0wt％到大約99wt％。本專利技術的一個方面涉及含PES的組合物，其包含本專利技術的PES和任選的一種或多種表面活性劑。表面活性劑的用途是指表面活性劑的功能包括表面活化劑、去污劑、乳化劑或相容劑。表面活性劑包括陰離子、陽離子、非離子或兩性離子型。合適的陰離子型表面活性劑的例子包括直鏈脂肪酸的鈉和鉀鹽、椰子油脂肪酸的鈉和鉀鹽、妥爾油酸的鈉和鉀鹽、直鏈脂肪酸的胺鹽、椰子油脂肪酸的胺鹽、妥爾油酸的胺鹽、N-月桂酰萬年蒿苷(N-Lauroylsacroside)、酰化多肽、烷基苯磺酸鹽、苯磺酸鹽、甲苯磺酸鹽、二甲苯磺酸鹽、異丙基苯磺酸鹽、木素磺酸鹽、石油磺酸鹽、N-酰基-N-烷基牛磺酸鹽、石蠟磺酸鹽、仲正-烷烴磺酸鹽、α-烯本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種包含線型聚醚改性的硅氧烷的組合物，其中所述共聚物具有下式：M’DmM’其中M’＝[(CH3)2(G)SiO?]；D＝[?(CH3)2SiO?]和G＝?(CH2)n?O?(CH2?CH2?O)X?(CH2?CH(CH3)?O)YZ；其中m＝3?50，n＝1?6，X＝0?20，Y＝2?50并且Z包括氫、或甲基、丁基或乙酰基。

【技術特征摘要】
2011.09.09 US 61/532,606;2012.03.05 US 13/411,6981.一種除氣劑組合物，包含：線型聚醚改性的硅氧烷共聚物，其中所述共聚物具有下式：M1’DmM2’其中M1’＝[(CH3)2(G)SiO-]，M2’＝[(CH3)2(G)Si-]；D＝[-(CH3)2SiO-]和G＝-(CH2)n-O-(CH2-CH2-O)X-(CH2-CH(CH3)-O)YZ；其中m＝3–50，n＝1–6，X＝0–20，Y＝2–50并且Z為氫、或甲基、丁基或乙酰基；以及選自下列的至少一種：炔二醇、衍生的炔二醇基、烷烴二醇和衍生的烷烴二醇、和硅氧烷基消泡劑。2.權利要求1的組合物，其中Z為乙酰基。3.權利要求1的組合物，其中所述組合物基本上不含接枝型聚醚改性的硅氧烷。4.權利要求1的組合物，其中所述聚醚改性的硅氧烷是通過包括以下的方法制備：在氫化硅烷化條件下、同時在至少一種溶劑和至少一種催化劑存在下，使至少一種硅氧烷主鏈與封端的聚醚接觸。5.權利要求4的組合物，其中所述封端的聚醚包括CH2＝CH-CH2-O-(CH2-CH2-O)X-(CH2-CH(CH3)-O)YZ。6.權利要求4的組合物，其中所述溶劑包括選自二甲苯、甲苯和異丙醇的至少一種。7.權利要求4的組合物，其中所述催化劑包括鉑催化劑和Karstedts催化劑中的至少一種。8.權利要求1-7任一項的組合物，其中Z為丁基。9.權利要求1-7任一項的組合物，進一步包含至少一種表面活性劑。10.權利要求1-7任一項的組合物，進一步包含至少一種增溶劑。11.權利要求10的組合物，其中所述增溶劑包含選自下列的至少一種：苯乙基苯甲酸酯、醇的磷酸酯、異十三烷基異壬酸酯、二乙基己基己二酸酯、支鏈酯摻合物、乙基己基羥基硬脂酸酯、丙氧基化鯨蠟醇、花生醇丙酸酯、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯80、聚山梨醇酯85、PPG-7甘油基椰油酸酯、PPG-3肉豆蔻基醚、蓖麻油的氧化乙烯衍生物、油醇油酸酯、新戊二醇二癸酸酯、異癸基油酸酯、二異丙基癸二酸酯、二異丙基己二酸酯、PEG-5鯨蠟醇聚醚-20、聚乙二醇、聚丙二醇、酰胺-醚硫酸酯、丙二醇二辛酸酯/二癸酸酯、癸酰胺DEA、椰油酰胺DEA、PEG-4硬脂酸酯、PEG-4二月桂酸酯、PEG-4月桂酸酯、PEG-8二月桂酸酯、PEG-8二油酸酯、PEG-8二硬脂酸酯、PEG-8月桂酸酯、PEG-15二妥爾油脂酸酯、PEG-12妥爾油脂酸酯、PEG-8硬脂酸酯、PEG-20硬脂酸酯、PEG-40硬脂酸酯、PEG-100硬脂酸酯、失水山梨糖醇月桂酸酯、失水山梨糖醇棕櫚酸酯、失水山梨糖醇硬脂酸酯、油醇聚醚-2、油醇聚醚-3、油醇聚醚-5、油醇聚醚-10、油醇聚醚-20、硬脂醇、硬脂醇聚醚-2、硬脂醇聚醚-10、硬脂醇聚醚-20、硬脂醇聚醚-21、POE(12)月桂基醚、PEG-40氫化蓖麻油、烷基苯甲酸酯、PEG-10橄欖甘油酯、辛酸/癸酸甘油三酯、辛基癸醇、2-辛基-1-十二烷醇、2-丁基-1-辛醇、柔膚酯的摻合物、泊洛沙姆105苯甲酸酯、二甲聚硅氧烷共聚醇苯甲酸酯、甲基葡糖醇聚醚-20苯甲酸酯、多元醇脂肪酸、蓖麻油、蓖麻油酸、鯨蠟基二甲聚硅氧烷、聚氧化乙烯(20)硬脂基醚、丙二醇二癸酸酯、和蓖麻油PEG-35。12.一種除氣劑組合物，包含：至少一種線型聚醚改性的硅氧烷共聚物，其中所述共聚物具有下式：M1’DmM2’其中M1’＝[(CH3)2(G)SiO-]，M2’＝[(CH3)2(G)Si-]；D＝[-(CH3)2SiO-]和G＝-(CH2)n-O-(CH2-CH2-O)X-(CH2-CH(CH3)-O)YZ；其中m＝3–50，n＝1–6，X＝0–20，Y＝2–50并且Z為丁基或乙酰基；以及選自下列的至少一種：醇、聚乙二醇異硬脂酸酯、鯨蠟硬脂基異壬酸酯、十四烷酸異丙酯、棕櫚酸異丙酯、C12-C15烷基苯甲酸酯、2,2,4三甲基-1,3-戊二醇二異丁酸酯、乙二醇一硬脂酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、乙二醇一油酸酯、乙二醇二油酸酯、乙二醇一妥爾油脂酸酯、乙二醇二妥爾油脂酸酯、丙二醇一油酸酯、丙二醇一硬脂酸酯、丙二醇一妥爾油脂酸酯、丙二醇二油酸酯、丙二醇二硬脂...

【專利技術屬性】
技術研發人員：KT·G·萊，C·A·S·路易斯，S·K·拉雅拉曼，
申請(專利權)人：氣體產品與化學公司，
類型：發明
國別省市：