環保型高效強力消泡劑的配方及生產工藝的製作方法
2023-10-17 00:49:29 1
專利名稱：環保型高效強力消泡劑的配方及生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種消泡劑領域，更具體地涉及一種乳液型消泡劑及其製備方法。
背景技術：
目前工業上生產中所使用的消泡劑種類繁多，但其性能並不完善。
中國專利CN 1161877A，其特徵為使用疏水性二氧化矽粒子作為破泡劑，含二甲基及端基為三甲基的矽油作為一般溫度的消泡劑，用環氧乙烷及環氧丙烯開環的共聚物作為分散劑，其缺點是化學穩定性差、易爆炸。
歐洲專利EP 0802229A3，其特徵是以聚異丁烯分散聚矽氧烷而製得，其缺點是其它原料成本高、消泡效果不理想。
日本專利JP 08199020A，其特徵是以聚二甲基矽氧烷和至少含有一個為環氧端基的低聚異丁烯混合制的。此類消泡劑的初始消泡速度欠佳，於是用量偏多，消泡時間長，同時其存在著生產工藝複雜，成本高，乳液穩定性差等缺點。
因此，本領域迫切需要開發消泡速度快，製法簡單，成本較低的消泡劑發明內容本發明的目的在於提供一種用量少，消泡速度快，生產工藝簡單，成本較低的高效強力消泡劑。
本發明的另一目的是提供所述消泡劑的製備方法。
在本發明的第一方面，提供了一種一種乳液型消泡劑，該消泡劑包括(a)5-30重量份的矽油；(b)2-18重量份的石蠟烴；(c)1-15重量份的輔助消泡組分，所述的輔助消泡組分選自丙三醇、乙醇、疏水性矽石或其組合；
(d)1-15重量份的乳化劑；(e)1-20重量份的分散劑，所述的分散劑是聚異丁烯、聚丁烯或其組合；(f)1-20重量份的溶劑，所述溶劑選自水、水可混溶的溶劑。
在另一優選例中，所述的矽油為二甲基矽油。
在另一優選例中，所述的石蠟烴選自液體石蠟、凡士林、萘、礦物油、動物油、植物油、或其組合。
在另一優選例中，所述的石蠟烴是在20℃下密度為0.840～0.934g/cm3的液體石蠟。
在另一優選例中，所述輔助消泡組分是丙三醇、或乙醇。
在另一優選例中，所述乳化劑為斯盤-80、吐溫-80、OP-10(C34H62O11)。
在另一優選例中，所述的聚異丁烯或聚丁烯重均分子量為2000-3000。
在本發明的第二方面，提供了一種本發明所述的乳液型消泡劑的製備方法，該方法包括步驟(a)將5-30重量份的矽油、2-15重量份的石蠟烴和1-15重量份的輔助消泡組分在80-100℃攪拌，形成混合物，其中所述的輔助消泡組分選自丙三醇、乙醇、疏水性矽石或其組合；(b)向步驟(a)的混合物中加入1-15重量份的分散劑，所述的分散劑是聚異丁烯、聚丁烯或其組合，形成混合物；(c)加入1-10重量份的乳化劑；(d)加入1-20重量份的溶劑，形成消泡劑。
在另一優選例中，步驟(c)中乳化劑分2-10次加入。
在另一優選例中，所述的矽油為二甲基矽油。
在另一優選例中，所述的石蠟烴選自液體石蠟、凡士林、萘、礦物油、動物油、植物油、或其組合。
在另一優選例中，所述的石蠟烴是在20℃下密度為0.840～0.934g/cm3的液體石蠟。
在另一優選例中，所述輔助消泡組分是丙三醇、或乙醇。
在另一優選例中，所述乳化劑為斯盤-80、吐溫-80、OP-10(C34H62O11)。
具體實施例方式
本發明人經過深入而廣泛的研究，首次發現將聚異丁烯或聚丁烯作為分散劑與矽油、石蠟烴、乳化劑和輔助消泡組分等組合在一起時，可以獲得性能極其優越的消泡劑。在此基礎上完成了本發明。
在本發明的消泡劑，主要含有以下組分(a)矽油可用於本發明的矽油沒有特別限制，可以消泡劑領域內常用的各種矽油。代表性的例子包括(但並不限於)二甲基矽油、二乙基矽油等。
矽油的數量通常為5-30重量份，更佳地為7-25重量份，當數量大於該範圍時，不但對消泡效果的增加起的作用微乎其微，而且還會使得成本上升；當數量小於該範圍時，則達不到迅速消泡的效果。如果用量太多(b)石蠟烴可用於本發明的石蠟烴沒有特別限制，可以消泡劑領域內常用的各種石蠟烴。代表性的例子包括(但並不限於)液體石蠟、凡士林、萘、礦物油、動物油、植物油、或其組合等。
在消泡劑組合物中添加石蠟烴可提高乳液的穩定性。液體石蠟作為烴類物質，其表面張力通常在35×10-3N/m左右，除了對矽油起分散作用以外，還具有一定的消泡作用。液體石蠟不僅使體系的穩定性得以提高，而且使成本明顯降低。石蠟烴的數量通常為2-18重量份，更佳地為4-14重量份。當數量大於該範圍時，通常會使成本增加；當數量小於該範圍時，通常會達不到預期的消泡效果。
(c)輔助消泡組分可用於本發明的輔助消泡組分沒有特別限制，可以消泡劑領域內常用的各種輔助消泡組分。代表性的例子包括(但並不限於)丙三醇、乙醇、疏水性矽石或其組合。特別優選的輔助消泡組分是丙三醇或乙醇。
輔助消泡劑能夠提高主體消泡劑的消泡性能具有滲透、降凝、降粘、分散和破泡的作用。輔助消泡組分的數量通常為1-15重量份，更佳地為3-12重量份。當數量大於該範圍時，通常會使產品分層；當數量小於該範圍時，通常會達不到預期的消泡效果。
(d)乳化劑可用於本發明的乳化劑沒有特別限制，可以消泡劑領域內常用的各種乳化劑。代表性的例子包括(但並不限於)斯盤-80(Span-80，C24H44O6)、吐溫-80(Tween-80)、OP-10(C34H62O11)或其組合等。
乳化劑的數量通常為1-15重量份，更佳地為3-10重量份。當數量大於該範圍時，通常會使成本增加；當數量小於該範圍時，通常會使產品分層，達不到乳化效果。
(e)分散劑可用於本發明的分散劑是本發明的發明點，即本發明的分散劑是聚異丁烯、聚丁烯或其組合。當然，在本發明的消泡劑中還可在聚異丁烯、聚丁烯之外含有起輔助分散作用的物質，例如消泡劑領域內常用的其他分散劑。
通常聚異丁烯、聚丁烯的重均分子量為2000-3000。
分散劑的數量通常為1-20重量份，更佳地為2-15重量份。當數量大於該範圍時，通常會使成本增加；當數量小於該範圍時，通常會導致產品的分散性不好，影響消泡效果。
(f)溶劑除了上述主要成分之外，本發明消泡劑還含有餘量的溶劑。可用於本發明的溶劑沒有特別限制，可以消泡劑領域內常用的各種溶劑，特別是水性溶劑。代表性的例子包括(但並不限於)水、水可混溶的溶劑(如1-20％乙醇水溶液)。
當然，本發明的消泡劑也可不含有溶劑(如水)。
本發明的上述成分都可從市場上購得或者用本領域的常規方法製備。
在本發明的一個優選例中，本發明的消泡劑的配方如下(重量份數)
(g)其他添加劑除了上述成分(a)-(f)之外，在本發明的消泡劑中還可添加消泡劑領域內常用的添加劑，例如顏料、防腐劑、防黴劑、香料、抗氧化劑等。通常這些任選的添加劑的數量為0.001-20重量份。
本發明還涉及消泡劑的製備方法。通常，本發明的消泡劑其製備工藝過程如下將一定量的矽油、石蠟烴以及輔助消泡組分按順序加入到反應容器中，經攪拌混合均勻後(優選在80-100℃恆溫攪拌10-60分鐘)，加入分散劑分散，然後加入乳化劑乳化後(優選分數次加入，如分2-10次加入)。再加入70-95℃(較佳地80-90℃)的去離子水進行稀釋，且繼續攪拌均勻，冷卻至室溫後出料，即可獲得本發明的消泡劑，通常為乳白色或微偏黃色的液體。
本發明消泡劑與現有技術相比，其主要優點如下1.表面活性大，表面張力小，消泡效果好，初始消泡效果佳，抑泡時間長。
2.用量少，成本低。
3.製備方法簡單，適合工業化生產。
4.產品產率高，無副產物和三廢，是一種環保型產品。
5.性能穩定，可在不同的環境中使用。
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件，或按照製造廠商所建議的條件。除非註明，否則所有的份數為重量份數。
製備實施例1消泡劑No.1的製備取8份的二甲基矽油、15份的液體石蠟、8份丙三醇，將它們按照二甲基矽油、液體石蠟、丙三醇的順序加入到反應釜中，在80-100℃恆溫攪拌30分鐘後，再加入6份聚異丁烯(重均分子量3000)繼續恆溫攪拌20分鐘，在一個小時內分5次加入10份吐溫-80(Tween-80，上海三浦化工有限公司生產)，然後加入80℃的去離子水，恆溫攪拌一個小時後冷卻至室溫，即得外觀為乳白色偏黃的消泡劑100份。
用以下方法測試消泡劑的消泡效率取100毫升5％十二烷基苯磺酸鈉作為起泡劑的溶液，在3分鐘內逐滴加入如上製備的消泡劑(最終加入10毫升消泡劑)，測定其體積變化。
結果表明，該消泡劑在25℃300秒下的消泡效率為96.15％。
製備實施例2消泡劑No.2的製備取19份的二甲基矽油、3份的液體石蠟、10份乙醇，將它們依次加入到反應釜中，在80-100℃恆溫攪拌30分鐘後，再加入3份聚異丁烯(重均分子量2000)繼續恆溫攪拌20分鐘，在一個小時內分5次加入5份乳化劑OP-10(C34H62O11，上海精析化工科技有限公司生產)，然後加入93℃的去離子水，恆溫攪拌一個小時後，冷卻至室溫。即得外觀為乳白色偏黃的消泡劑100份。
按實施例1的相同方法進行測定，結果表明該消泡劑No.2在50℃300秒下的消泡效率為97.93％。
製備實施例3消泡劑No.3的製備取13份的二甲基矽油、8份的液體石蠟、6份疏水性矽石，將它們依次加入到反應釜中，在80-100℃恆溫攪拌60分鐘後，再加入10份聚異丁烯(重均分子量3000)繼續恆溫攪拌20分鐘，在一個小時內分2次加入10份斯盤-80(Span-80，C24H44O6，上海三浦化工有限公司生產)，然後加入85℃的去離子水，恆溫攪拌一個小時後，冷卻至室溫。即得外觀為乳白色偏黃的消泡劑100份。
按實施例1類似的方法測定，消泡劑No.3在不同溫度時不同時間的消泡效率，結果如下表1所示
表1消泡劑No.3在不同溫度時不同時間的消泡效率(％)
按實施例1類似的方法測定消泡劑No.3在在室溫(25℃)和不同pH下結果如下表2所示表2消泡劑No.3在室溫和不同pH下的不同時間的消泡效率(％)
按實施例1類似的方法測定消泡劑No.3在不同壓力下的抑泡能力，結果如下表3所示表3消泡劑No.3在不同壓力下的的抑泡能力(25℃，pH6)
製備實施例4-9消泡劑No.4-9的製備按實施例3相同的製備方法，製備配方如表4所示的消泡劑。
表4消泡劑No.4-9的配方
注各消泡劑的總份數量為100份，餘量為去離子水+額外添加劑。其中，消泡劑No.9含有1-2份顏料。
用實施例3中相同方法測定消泡劑No.4-9在常溫下的消泡效率，結果如表5所示。
表5消泡劑No.4-9常溫(25℃)下的消泡效率
在本發明提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本發明的上述講授內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
權利要求
1.一種乳液型消泡劑，其特徵在於，該消泡劑包括(a)5-30重量份的矽油；(b)2-18重量份的石蠟烴；(c)1-15重量份的輔助消泡組分，所述的輔助消泡組分選自丙三醇、乙醇、疏水性矽石或其組合；(d)1-15重量份的乳化劑；(e)1-20重量份的分散劑，所述的分散劑是聚異丁烯、聚丁烯或其組合；(f)1-20重量份的溶劑，所述溶劑選自水、水可混溶的溶劑。
2.如權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於，所述的矽油為二甲基矽油。
3.如權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於，所述的石蠟烴選自液體石蠟、凡士林、萘、礦物油、動物油、植物油、或其組合。
4.如權利要求1或3所述的消泡劑，其特徵在於，所述的石蠟烴是在20℃下密度為0.840～0.934g/cm3的液體石蠟。
5.如權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於，所述輔助消泡組分是丙三醇、或乙醇。
6.如權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於，所述乳化劑為斯盤-80、吐溫-80、OP-10(C34H62O11)。
7.如權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於，所述的聚異丁烯或聚丁烯重均分子量為2000-3000。
8.一種權利要求1所述的乳液型消泡劑的製備方法，其特徵在於，包括步驟(a)將5-30重量份的矽油、2-15重量份的石蠟烴和1-15重量份的輔助消泡組分在80-100℃攪拌，形成混合物，其中所述的輔助消泡組分選自丙三醇、乙醇、疏水性矽石或其組合；(b)向步驟(a)的混合物中加入1-15重量份的分散劑，所述的分散劑是聚異丁烯、聚丁烯或其組合，形成混合物；(c)加入1-10重量份的乳化劑；(d)加入1-20重量份的溶劑，形成消泡劑。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，步驟(c)中乳化劑分2-10次加入。
10.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述的矽油為二甲基矽油。
全文摘要
本發明是乳液型消泡劑及其製備方法。本發明的消泡劑含有(a)矽油、(b)石蠟烴、(c)輔助消泡組分、(d)乳化劑、(e)分散劑，所述的分散劑是聚異丁烯、聚丁烯或其組合；(f)溶劑。本發明消泡劑具有消泡能力強，抑泡時間長，性能穩定，環保、無毒，用量少，成本低等特點。
文檔編號B01D19/02GK1765459SQ20041006751
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月27日 優先權日2004年10月27日
發明者彭子飛, 沈越 申請人:上海師範大學