CN100398178C - 消泡剂的配方及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是乳液型消泡剂及其制备方法。本发明的消泡剂含有(a)硅油、(b)石蜡烃、(c)辅助消泡组分、(d)乳化剂、(e)分散剂，所述的分散剂是聚异丁烯、聚丁烯或其组合；(f)溶剂。本发明消泡剂具有消泡能力强，抑泡时间长，性能稳定，环保、无毒，用量少，成本低等特点。

Description

消泡剂的配方及生产工艺

技术领域

本发明涉及一种消泡剂领域，更具体地涉及一种乳液型消泡剂及其制备方法。

背景技术

目前工业上生产中所使用的消泡剂种类繁多，但其性能并不完善。

中国专利CN1161877A，其特征为使用疏水性二氧化硅粒子作为破泡剂，含二甲基及端基为三甲基的硅油作为一般温度的消泡剂，用环氧乙烷及环氧丙烯开环的共聚物作为分散剂，其缺点是化学稳定性差、易爆炸。

欧洲专利EP 0802229A3，其特征是以聚异丁烯分散聚硅氧烷而制得，其缺点是其它原料成本高、消泡效果不理想。

日本专利JP 08199020A，其特征是以聚二甲基硅氧烷和至少含有一个为环氧端基的低聚异丁烯混合制的。此类消泡剂的初始消泡速度欠佳，于是用量偏多，消泡时间长，同时其存在着生产工艺复杂，成本高，乳液稳定性差等缺点。

因此，本领域迫切需要开发消泡速度快，制法简单，成本较低的消泡剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用量少，消泡速度快，生产工艺简单，成本较低的高效强力消泡剂。

本发明的另一目的是提供所述消泡剂的制备方法。

在本发明的第一方面，提供了一种乳液型消泡剂，该消泡剂包括：

(a)5-30重量份的硅油；

(b)2-18重量份的石蜡烃；

(c)1-15重量份的辅助消泡组分，所述的辅助消泡组分选自丙三醇、乙醇、疏水性硅石或其组合；

(d)1-15重量份的乳化剂；

(e)1-20重量份的分散剂，所述的分散剂是聚异丁烯、聚丁烯或其组合；

(f)1-20重量份的溶剂，所述溶剂选自水、水可混溶的溶剂。

在另一优选例中，所述的硅油为二甲基硅油。

在另一优选例中，所述的石蜡烃选自液体石蜡、凡士林、萘、矿物油、动物油、植物油、或其组合。

在另一优选例中，所述的石蜡烃是在20℃下密度为0.840～0.934g/cm³的液体石蜡。

在另一优选例中，所述辅助消泡组分是丙三醇、或乙醇。

在另一优选例中，所述乳化剂为斯盘-80、吐温-80、OP-10(C₃₄H₆₂O₁₁)。

在另一优选例中，所述的聚异丁烯或聚丁烯重均分子量为2000-3000。

在本发明的第二方面，提供了一种本发明所述的乳液型消泡剂的制备方法，该方法包括步骤：

(a)将5-30重量份的硅油、2-15重量份的石蜡烃和1-15重量份的辅助消泡组分在80-100℃搅拌，形成混合物，其中所述的辅助消泡组分选自丙三醇、乙醇、疏水性硅石或其组合；

(b)向步骤(a)的混合物中加入1-15重量份的分散剂，所述的分散剂是聚异丁烯、聚丁烯或其组合，形成混合物；

(c)加入1-10重量份的乳化剂；

(d)加入1-20重量份的溶剂，形成消泡剂。

在另一优选例中，步骤(c)中乳化剂分2-10次加入。

在另一优选例中，所述的硅油为二甲基硅油。

在另一优选例中，所述的石蜡烃选自液体石蜡、凡士林、萘、矿物油、动物油、植物油、或其组合。

在另一优选例中，所述的石蜡烃是在20℃下密度为0.840～0.934g/cm³的液体石蜡。

在另一优选例中，所述辅助消泡组分是丙三醇、或乙醇。

在另一优选例中，所述乳化剂为斯盘-80、吐温-80、OP-10(C₃₄H₆₂O₁₁)。

具体实施方式

本发明人经过深入而广泛的研究，首次发现将聚异丁烯或聚丁烯作为分散剂与硅油、石蜡烃、乳化剂和辅助消泡组分等组合在一起时，可以获得性能极其优越的消泡剂。在此基础上完成了本发明。

在本发明的消泡剂，主要含有以下组分：

(a)硅油

可用于本发明的硅油没有特别限制，可以消泡剂领域内常用的各种硅油。代表性的例子包括(但并不限于)：二甲基硅油、二乙基硅油等。

硅油的数量通常为5-30重量份，更佳地为7-25重量份，当数量大于该范围时，不但对消泡效果的增加起的作用微乎其微，而且还会使得成本上升；当数量小于该范围时，则达不到迅速消泡的效果。

(b)石蜡烃

可用于本发明的石蜡烃没有特别限制，可以消泡剂领域内常用的各种石蜡烃。代表性的例子包括(但并不限于)：液体石蜡、凡士林、萘、矿物油、动物油、植物油、或其组合等。

在消泡剂组合物中添加石蜡烃可提高乳液的稳定性。液体石蜡作为烃类物质，其表面张力通常在35×10^-3N/m左右，除了对硅油起分散作用以外，还具有一定的消泡作用。液体石蜡不仅使体系的稳定性得以提高，而且使成本明显降低。石蜡烃的数量通常为2-18重量份，更佳地为4-14重量份。当数量大于该范围时，通常会使成本增加；当数量小于该范围时，通常会达不到预期的消泡效果。

(c)辅助消泡组分

可用于本发明的辅助消泡组分没有特别限制，可以消泡剂领域内常用的各种辅助消泡组分。代表性的例子包括(但并不限于)：丙三醇、乙醇、疏水性硅石或其组合。特别优选的辅助消泡组分是丙三醇或乙醇。

辅助消泡剂能够提高主体消泡剂的消泡性能具有渗透、降凝、降粘、分散和破泡的作用。辅助消泡组分的数量通常为1-15重量份，更佳地为3-12重量份。当数量大于该范围时，通常会使产品分层；当数量小于该范围时，通常会达不到预期的消泡效果。

(d)乳化剂

可用于本发明的乳化剂没有特别限制，可以消泡剂领域内常用的各种乳化剂。代表性的例子包括(但并不限于)：斯盘-80(Span-80，C₂₄H₄₄O₆)、吐温-80(Tween-80)、OP-10(C₃₄H₆₂O₁₁)或其组合等。

乳化剂的数量通常为1-15重量份，更佳地为3-10重量份。当数量大于该范围时，通常会使成本增加；当数量小于该范围时，通常会使产品分层，达不到乳化效果。

(e)分散剂

可用于本发明的分散剂是本发明的发明点，即本发明的分散剂是聚异丁烯、聚丁烯或其组合。当然，在本发明的消泡剂中还可在聚异丁烯、聚丁烯之外含有起辅助分散作用的物质，例如消泡剂领域内常用的其他分散剂。

通常聚异丁烯、聚丁烯的重均分子量为2000-3000。

分散剂的数量通常为1-20重量份，更佳地为2-15重量份。当数量大于该范围时，通常会使成本增加；当数量小于该范围时，通常会导致产品的分散性不好，影响消泡效果。

(f)溶剂

除了上述主要成分之外，本发明消泡剂还含有余量的溶剂。可用于本发明的溶剂没有特别限制，可以消泡剂领域内常用的各种溶剂，特别是水性溶剂。代表性的例子包括(但并不限于)：水、水可混溶的溶剂(如1-20％乙醇水溶液)。

当然，本发明的消泡剂也可不含有溶剂(如水)。

本发明的上述成分都可从市场上购得或者用本领域的常规方法制备。

在本发明的一个优选例中，本发明的消泡剂的配方如下(重量份数)：

硅油(二甲基硅油)	5-30
		石蜡烃	2-15
辅助消泡组分(丙三醇或乙醇或疏水性硅石)	1-15
		乳化剂	1-15
分散剂(聚异丁烯或聚丁烯)	1-20

(g)其他添加剂

除了上述成分(a)-(f)之外，在本发明的消泡剂中还可添加消泡剂领域内常用的添加剂，例如颜料、防腐剂、防霉剂、香料、抗氧化剂等。通常这些任选的添加剂的数量为0.001-20重量份。

本发明还涉及消泡剂的制备方法。通常，本发明的消泡剂其制备工艺过程如下：将一定量的硅油、石蜡烃以及辅助消泡组分按顺序加入到反应容器中，经搅拌混合均匀后(优选在80-100℃恒温搅拌10-60分钟)，加入分散剂分散，然后加入乳化剂乳化后(优选分数次加入，如分2-10次加入)。再加入70-95℃(较佳地80-90℃)的去离子水进行稀释，且继续搅拌均匀，冷却至室温后出料，即可获得本发明的消泡剂，通常为乳白色或微偏黄色的液体。

本发明消泡剂与现有技术相比，其主要优点如下：

1.表面活性大，表面张力小，消泡效果好，初始消泡效果佳，抑泡时间长。

2.用量少，成本低。

3.制备方法简单，适合工业化生产。

4.产品产率高，无副产物和三废，是一种环保型产品。

5.性能稳定，可在不同的环境中使用。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非注明，否则所有的份数为重量份数。

制备实施例1

消泡剂No.1的制备

取8份的二甲基硅油、15份的液体石蜡、8份丙三醇，将它们按照二甲基硅油、液体石蜡、丙三醇的顺序加入到反应釜中，在80-100℃恒温搅拌30分钟后，再加入6份聚异丁烯(重均分子量3000)继续恒温搅拌20分钟，在一个小时内分5次加入10份吐温-80(Tween-80，上海三浦化工有限公司生产)，然后加入80℃的去离子水，恒温搅拌一个小时后冷却至室温，即得外观为乳白色偏黄的消泡剂100份。

用以下方法测试消泡剂的消泡效率：取100毫升5％十二烷基苯磺酸钠作为起泡剂的溶液，在3分钟内逐滴加入如上制备的消泡剂(最终加入10毫升消泡剂)，测定其体积变化。

结果表明，该消泡剂在25℃300秒下的消泡效率为96.15％。

制备实施例2

消泡剂No.2的制备

取19份的二甲基硅油、3份的液体石蜡、10份乙醇，将它们依次加入到反应釜中，在80-100℃恒温搅拌30分钟后，再加入3份聚异丁烯(重均分子量2000)继续恒温搅拌20分钟，在一个小时内分5次加入5份乳化剂OP-10(C₃₄H₆₂O₁₁，上海精析化工科技有限公司生产)，然后加入93℃的去离子水，恒温搅拌一个小时后，冷却至室温。即得外观为乳白色偏黄的消泡剂100份。

按实施例1的相同方法进行测定，结果表明该消泡剂No.2在50℃300秒下的消泡效率为97.93％。

制备实施例3

消泡剂No.3的制备

取13份的二甲基硅油、8份的液体石蜡、6份疏水性硅石，将它们依次加入到反应釜中，在80-100℃恒温搅拌60分钟后，再加入10份聚异丁烯(重均分子量3000)继续恒温搅拌20分钟，在一个小时内分2次加入10份斯盘-80(Span-80，C₂₄H₄₄O₆，上海三浦化工有限公司生产)，然后加入85℃的去离子水，恒温搅拌一个小时后，冷却至室温。即得外观为乳白色偏黄的消泡剂100份。

按实施例1类似的方法测定，消泡剂No.3在不同温度时不同时间的消泡效率，结果如下表1所示：

表1：消泡剂No.3在不同温度时不同时间的消泡效率(％)

按实施例1类似的方法测定消泡剂No.3在室温(25℃)和不同pH下结果如下表2所示：

表2：消泡剂No.3在室温和不同pH下的不同时间的消泡效率(％)

按实施例1类似的方法测定消泡剂No.3在不同压力下的抑泡能力，结果如下表3所示：

表3：消泡剂No.3在不同压力下的的抑泡能力(25℃，pH6)

压力(MPa)	12	11.6	11
				抑泡时间	27分24秒	29分3秒	31分42秒

制备实施例4-9

消泡剂No.4-9的制备

按实施例3相同的制备方法，制备配方如表4所示的消泡剂。

表4消泡剂No.4-9的配方

消泡剂No.	二甲基硅油(重量份数)	液体石蜡(重量份数)	辅助成分(重量份数)	分散剂(重量份数)	乳化剂(重量份数)
						4	25	12	乙醇：6	聚丁烯：13	Span-80：10
5	28.5	6	乙醇：9.5	聚异丁烯：15	Span-80：10
						6	5	13.5	乙醇：12	聚异丁烯：2	Span-80：4.5
7	20	7.5	丙三醇：6	聚异丁烯：5.5	Span-80：5
						8	16	9	疏水性硅石：7	聚丁烯：15	Span-80：9
9	15	5	疏水性硅石：9	聚异丁烯：12	Tween-80：8.5

注：各消泡剂的总份数量为100份，余量为去离子水+额外添加剂。其中，消泡剂No.9含有1-2份颜料。

用实施例3中相同方法测定消泡剂No.4-9在常温下的消泡效率，结果如表5所示。

表5消泡剂No.4-9常温(25℃)下的消泡效率

实例	4	5	6	7	8	9
							消泡效率(％)	95	95.83	96.67	95	93.67	96.67

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种乳液型消泡剂，其特征在于，该消泡剂包括：

(a)5-30重量份的硅油；

(b)2-18重量份的石蜡烃；

(c)1-15重量份的辅助消泡组分，所述的辅助消泡组分选自丙三醇、乙醇、疏水性硅石或其组合；

(d)1-15重量份的乳化剂；

(e)1-20重量份的分散剂，所述的分散剂是聚异丁烯、聚丁烯或其组合；和

(f)1-20重量份的溶剂，所述溶剂选自水、水可混溶的溶剂。

2.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于，所述的硅油为二甲基硅油。

3.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于，所述的石蜡烃选自凡士林、萘、矿物油、动物油、植物油或其组合。

4.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于，所述的石蜡烃是在20℃下密度为0.840～0.934g/cm³的液体石蜡。

5.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于，所述辅助消泡组分是丙三醇或乙醇。

6.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于，所述乳化剂为斯盘-80、吐温-80、OP-10(C₃₄H₆₂O₁₁)或其组合。

7.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于，所述的聚异丁烯或聚丁烯重均分子量为2000-3000。

8.一种权利要求1所述的乳液型消泡剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(a)将5-30重量份的硅油、2-18重量份的石蜡烃和1-15重量份的辅助消泡组分在80-100℃搅拌，形成混合物，其中所述的辅助消泡组分选自丙三醇、乙醇、疏水性硅石或其组合；

(b)向步骤(a)的混合物中加入1-20重量份的分散剂，所述的分散剂是聚异丁烯、聚丁烯或其组合，形成混合物；

(c)加入1-15重量份的乳化剂；

(d)加入1-20重量份的溶剂，形成消泡剂。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(c)中乳化剂分2-10次加入。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的硅油为二甲基硅油。