高碳醇乳液型的消泡劑及其製備方法與流程
2024-03-25 22:14:05 2
本發明消泡劑的技術領域，尤其涉及高碳醇乳液型的消泡劑及其製備方法。
背景技術：
在浮選、滅火、除塵、洗滌、製造泡沫陶瓷和泡沫塑料等過程中需要利用泡沫；而在發酵、塗料、造紙、印染、排除體內器官脹氣、鍋爐用水、廢水處理及稜鏡或玻璃的製造過程中需要消除泡沫，可見泡以及泡沫伴隨著人們的生產和生活。所謂「泡」或「氣泡」是由不溶性氣體存在於液體或固體中或以它們的薄膜包圍而形成的，它是一種具有氣/液、氣/固、氣/液/固界面的分散體系，在選礦及油田體系中常見到氣/液/固界面的分散氣泡。許多氣泡聚集在一體彼此以薄膜隔開的積聚狀態稱之為泡沫。泡沫的生成主要有物理法、化學法和表面活性劑法等。物理法又包括送氣法(鼓泡)、溶解度降低法、加熱沸騰法以及工業上常用的如振動、攪拌等起泡方法。其中送氣法最為常用，技術上的關鍵是通過調節送氣壓力即可調節氣泡的生成速度。一般送氣速度越快，表面壓力降低得越多，則氣泡越易生成。缺點是送氣壓力大小與蒸發速度相矛盾，送氣壓力越低、蒸發越快。化學方法是指一切熱分解反應可以產生氣體的反應都可以用來起泡。例如小蘇打碳酸氫鈉等的加熱分解以及生物發酵過程中產生的氣體均可造泡。無論是物理法還是化學法，泡生成的難易和穩定程度大小都必須保持低的表面自由能。降低表面自由能最有效的方法就是加入表面活性劑。根據表面活性劑的作用不同，又分為起泡劑、穩泡劑和消泡劑等。
現有技術中，消泡劑的消泡效果較差。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明一方面提供一種高碳醇乳液型的消泡劑，該消泡劑具有較高的消泡效果。
一種高碳醇乳液型的消泡劑，其原料按照質量份包含2～5份棕櫚酸、0.2～0.6份丙二醇、4～10份正辛醇、6～20份季戊四醇酯硬脂酸酯、5～12份二十六烷醇、12～30份微晶蠟、2.5～7.5份乳化劑，以及水。例如，棕櫚酸的質量份可以為2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等；丙二醇的質量份可以為0.2份、0.25份、0.3份、0.4份、0.45份、0.55份、0.60份等；正辛醇的質量份可以為4份、4.5份、5份、6份、8份、9份、9.5份或10份等；季戊四醇酯硬脂酸酯的質量法份可以為6份、7份、10份、13份、16份、18份、19份、20份等；二十六烷醇的質量份可以為5份、5.5份、6份、8份、8.5份、10份、11份或10份等；微晶蠟的質量份可以為12份、14份、15份、18份、21份、25份、28份、29份或30份等；乳化劑的質量份可以為2.5份、2.6份、3份、4份、5份、7份、7.5份等。
可以理解的是，本發明的消泡劑為乳液型。
在一個較優的方案中，其原料按照質量份包含3份棕櫚酸、0.4份丙二醇、6份正辛醇、12份季戊四醇酯硬脂酸酯、8份二十六烷醇、20份微晶蠟、5份乳化劑和水。
此處，棕櫚酸，又稱軟脂酸，化學名為十六（烷）酸，其分子結構式為。
此處，季戊四醇硬脂酸酯是由季戊四醇和硬脂酸經酯化反應所得到的產物，其結構式如下，，其cas號為115-83-3。
二十六烷醇，又名為1-二十六烷醇，其cas號為506-52-5。
上述乳化劑的種類沒有特別嚴格的限定，可列舉出span乳化劑、tween乳化劑、sds、sdbs中的一種或二種以上的具體實例。
此處，span乳化劑別名為失水山梨醇脂肪酸酯，其分子式：c7h11o6—r。其可以為span20、span80、span60等。
tween乳化劑又名為吐溫，其可以為tween20、tween40、tween60、tween80等。
作為較優選的乳化劑，其可以為由質量比為3～10:3的tween乳化劑和sds組成的複合乳化劑。例如，tween乳化劑和sds的質量比為1:1、3.5:3、4:3、2:1、6.5:3、8:3、3:1、10:3等，優選為7:3等。
本發明中，水的用量不作特別的限定，然而以質量份為20～50份為佳，如20份、22份、25份、35份、40份、45份、50份。
本發明上述消泡劑的製備方法，使所述棕櫚酸、丙二醇、正辛醇、季戊四醇酯硬脂酸酯、二十六烷醇、微晶蠟、乳化劑分散於水中形成乳液。
為了進一步提高消泡劑的穩定性，述分散的加料方式較優的為：先將棕櫚酸、丙二醇溶解於第一部分水中，再加入季戊四醇酯硬脂酸酯、二十六烷醇、微晶蠟、乳化劑和第二部分水，而後加入剩餘的第三部分水。
此分三次加料的方式中，在加入第一部分水之時，此過程有是一個w/o到o/w的相轉變過程；在加入第二部分水之時，此過程是w/o到o/w相轉變，最後第三次加水是w/o到o/w的相轉變過程，由此能形成均勻分散且穩定的乳狀液。
上述幾次加水的用量，以總的水用量為1計，具體為，第一部分水的用量為較好地0.3～0.5，如0.3、0.35、0.4、0.45或0.5等；第二部分水的用量較好地為0.1～0.3，如0.1、0.12、0.15、0.2、0.25或0.3等。
至於加水的溫度，第一次加水、所述第二次加水、所述第三次加水的溫度為70～90℃，如70℃、75℃、80℃、85℃、90℃，較好地，第一加水的溫度可以為85℃，第二次加水和第三次加水的溫度均為75℃等。
上述未述及之處，適用於現有技術。
除非另有限定，本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發明所屬領域普通技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時，以本說明書中的定義為準。
如本文所用之術語：
「由……製備」與「包含」同義。本文中所用的術語「包含」、「包括」、「具有」、「含有」或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合物、步驟、方法、製品或裝置不必僅限於那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、製品或裝置所固有的要素。
連接詞「由……組成」排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用於權利要求中，此短語將使權利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關的常規雜質除外。當短語「由……組成」出現在權利要求主體的子句中而不是緊接在主題之後時，其僅限定在該子句中描述的要素;其它要素並不被排除在作為整體的所述權利要求之外。
當量、濃度、或者其它值或參數以範圍、優選範圍、或一系列上限優選值和下限優選值限定的範圍表示時，這應當被理解為具體公開了由任何範圍上限或優選值與任何範圍下限或優選值的任一配對所形成的所有範圍，而不論該範圍是否單獨公開了。例如，當公開了範圍「1～5」時，所描述的範圍應被解釋為包括範圍「1～4」、「1～3」、「1～2」、「1～2和4～5」、「1～3和5」等。當數值範圍在本文中被描述時，除非另外說明，否則該範圍意圖包括其端值和在該範圍內的所有整數和分數。
「質量份」指表示多個組分的質量比例關係的基本計量單位，1份可表示任意的單位質量，如可以表示為1g，也可表示2.689g等。假如我們說a組分的質量份為a份，b組分的質量份為b份，則表示a組分的質量和b組分的質量之比a：b。或者，表示a組分的質量為ak，b組分的質量為bk（k為任意數，表示倍數因子）。不可誤解的是，與質量分數不同的是，所有組分的質量份之和並不受限於100份之限制。
「和/或」用於表示所說明的情況的一者或兩者均可能發生，例如，a和/或b包括(a和b)和(a或b)；
此外，本發明要素或組分前的不定冠詞「一種」和「一個」對要素或組分的數量要求（即出現次數）無限制性。因此「一個」或「一種」應被解讀為包括一個或至少一個，並且單數形式的要素或組分也包括複數形式，除非所述數量明顯旨指單數形式。
本發明消泡劑是包含多種高碳醇類的乳液狀，具有消泡效果。另外，相比於有機矽消泡劑和聚醚類消泡劑，其顯著降低了成本。
具體實施方式
下面結合實施例來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
步驟一、配比原料。2份棕櫚酸、0.2份丙二醇、4份正辛醇、6份季戊四醇酯硬脂酸酯、5份二十六烷醇、12份微晶蠟、2.5份乳化劑（1:1的tween乳化劑和sds組成）和20份水。
步驟二、先將棕櫚酸、丙二醇溶解於0.3的水（以所有水的用量為1計）中並不斷地攪拌均勻；再加入季戊四醇酯硬脂酸酯、二十六烷醇、微晶蠟、乳化劑和佔所有水的0.1（以所有水的用量為1計）水並不斷地攪拌均勻；而後加入剩餘的第三部分水，並不斷攪拌均勻，得到乳液。
實施例2
步驟一、配比原料。5份棕櫚酸、0.6份丙二醇、10份正辛醇20份季戊四醇酯硬脂酸酯、12份二十六烷醇、30份微晶蠟、7.5份乳化劑（10:3的tween乳化劑和sds組成）和50份水。
步驟二、先將棕櫚酸、丙二醇溶解於0.5的水（以所有水的用量為1計）中並不斷地攪拌均勻；再加入季戊四醇酯硬脂酸酯、二十六烷醇、微晶蠟、乳化劑和佔所有水的0.3（以所有水的用量為1計）水並不斷地攪拌均勻；而後加入剩餘的第三部分水，並不斷攪拌均勻，得到乳液。
實施例3
步驟一、配比原料。5份棕櫚酸、0.2份丙二醇、10份正辛醇、20份季戊四醇酯硬脂酸酯、5份二十六烷醇、12份微晶蠟、7.5份乳化劑（7:3的tween乳化劑和sds組成）和40份水。
步驟二、先將棕櫚酸、丙二醇溶解於0.4的水（以所有水的用量為1計）中並不斷地攪拌均勻；再加入季戊四醇酯硬脂酸酯、二十六烷醇、微晶蠟、乳化劑和佔所有水的0.2（以所有水的用量為1計）水並不斷地攪拌均勻；而後加入剩餘的第三部分水，並不斷攪拌均勻，得到乳液。
實施例4
步驟一、配比原料。2份棕櫚酸、0.6份丙二醇、4份正辛醇、20份季戊四醇酯硬脂酸酯、12份二十六烷醇、30份微晶蠟、5份乳化劑（7:3的tween乳化劑和sds組成）和40份水。
步驟二、先將棕櫚酸、丙二醇溶解於0.4的水（以所有水的用量為1計）中並不斷地攪拌均勻；再加入季戊四醇酯硬脂酸酯、二十六烷醇、微晶蠟、乳化劑和佔所有水的0.2（以所有水的用量為1計）水並不斷地攪拌均勻；而後加入剩餘的第三部分水，並不斷攪拌均勻，得到乳液。
實施例5
步驟一、配比原料。3份棕櫚酸、0.4份丙二醇、6份正辛醇、12份季戊四醇酯硬脂酸酯、8份二十六烷醇、20份微晶蠟、5份乳化劑（7:3的tween乳化劑和sds組成）和40份水。
步驟二、先將棕櫚酸、丙二醇溶解於0.4的水（以所有水的用量為1計）中並不斷地攪拌均勻；再加入季戊四醇酯硬脂酸酯、二十六烷醇、微晶蠟、乳化劑和佔所有水的0.2（以所有水的用量為1計）水並不斷地攪拌均勻；而後加入剩餘的第三部分水，並不斷攪拌均勻，得到乳液。
按照以下方法對實施例1至實施例5的消泡效果測試。
消泡性能測試：將製得的乳狀液靜置12h，然後稀釋5倍待用。配置0.1(質量比)濃度的sds和0.1(質量比)濃度的木質素磺酸鈉混合溶液300ml，並將其靜置在恆溫水浴鍋中10min，使其溫度恆定，然後從固定高度倒入1000ml量筒，保持起泡的體積高度h0=300ml(毫升數表示)，迅速移取已稀釋5倍待用的消泡劑溶液800ml於1000ml量筒並同時開啟秒表，記錄泡沫完全消除所需要的時間，將其作為消泡能力的量度。
抑泡性能測試：往300ml配置好的各為0.1(質量比)濃度的sds和木質素磺酸鹽起泡液放入恆溫水浴鍋中保溫10min，然後加入稀釋5倍的消泡劑800汕，在固定高度倒入1000ml量筒，記錄此時的起泡體積高度為h1(毫升數表示)，定義：δh=h0﹣h1。作為消泡劑抑泡能力的量度，△h越大，表明抑泡能力越好。結果如下表：
由於本發明中所涉及的各工藝參數的數值範圍在上述實施例中不可能全部體現，但本領域的技術人員完全可以想像到只要落入上述該數值範圍內的任何數值均可實施本發明，當然也包括若干項數值範圍內具體值的任意組合。此處，出於篇幅的考慮，省略了給出某一項或多項數值範圍內具體值的實施例，此不應當視為本發明的技術方案的公開不充分。
申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明並不局限於上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。