CN101721843A - 一种固体颗粒抑泡剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固体颗粒抑泡剂及其制备方法，该抑泡剂组分包括有机载体、主消泡物质、乳化剂、结构剂和去离子水。有机载体为糊精、淀粉等；主消泡物质为高粘度硅脂和低粘度硅脂的复配物；结构剂为丙烯酸马来酸共聚物、柠檬酸钠等。制备该抑泡剂的方法是：将主要消泡物质和乳化剂充分混合，然后吸附到载体上，再加入结构剂通过造粒、干燥工序形成流动性好的颗粒。所制备的固体颗粒抑泡剂在清洗、污水处理、纺织印染工业过程中具有很好应用。

Description

一种固体颗粒抑泡剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种固体颗粒抑泡剂及其制备方法，本发明利用固体粉末附聚聚硅氧烷来制备一种新型固体颗粒抑泡剂，这类固体颗粒抑泡剂可以在清洗、日化、污水处理、纺织印染等行业中应用。固体颗粒抑泡剂属于精细化学品添加剂，因此，本发明隶属于精细化工制剂技术领域。

技术背景

泡沫是工业清洗、污水处理、纺织印染、水泥应用、淀粉糊化等工业过程中常见的现象，不同的体系起泡原因各有不同。例如在工业清洗中，要用到工业清洗剂来去除污垢，由于清洗剂中含有大量的表面活性剂，在搅动过程中，表面活性剂会吸附在气泡的周围从而稳定气泡，使得气泡大量聚集而不易消除，这种情形在啤酒瓶清洗、各类设备管道(如换热设备、锅炉、换热管道)的清洗、钢板清洗等工业过程中比较突出。泡沫的存在常常给工业生产带来很大的危害，例如会使生产能力受到大大的限制，造成原料和产品的浪费，延长了反应周期，影响产品品质，不利于准确计量，污染环境，引起事故等等，因此，消除危害泡沫非常重要。工业过程中一般通过添加消泡剂来达到消泡目的，由于消泡剂不仅要求能消除泡沫，也要求有较好的抑泡作用，而且在工业加工中常将其作为抑泡组分用于产品，所以消泡剂也称抑泡剂。按照活性组份的不同类型，消泡剂主要分为有机硅消泡剂和非有机硅消泡剂。有机硅消泡剂的特点是消泡速度快，抑泡时间长，但与起泡体系相容性差，易形成硅斑，缩孔等缺陷。非有机硅消泡剂的特点是表面张力比硅油高，不易在泡膜表面铺展开来，因此，一般情况下消抑泡性能不如有机硅的好。在工业清洗行业中有机硅消泡剂比较受青睐。

目前市场上畅销的有机硅消泡剂主要是液体类型的，存在相容性差、使用范围不广的问题，在清洗行业中，相比较而言，固体消泡剂有独特的优势，市场上的固体消泡剂目前存在以下问题：(1)抑泡性能不佳；(2)以沸石为载体的固体消泡剂，长时间放置后性能容易发生衰减；(3)以三聚磷酸钠为载体的固体消泡剂存在环境污染问题；(4)以元明粉为载体的固体消泡剂，长时间放置后容易变潮；(5)有些固体消泡剂中含无机盐，而无机盐的加入会影响到起泡体系的其他性能。本发明主要针对抑泡性能的提高和合适载体的选择，研制出一种新型固体颗粒抑泡剂，不仅解决了易变潮、衰减问题，而且既经济又环保。

本发明人经过大量的试验和生产，主要是以低粘度聚硅氧烷、交联的高粘度聚硅氧烷的混合物为主要消泡物质，将其与有机载体混合，然后通过造粒和干燥完成产品的制备。制备的产品流动性好、抑泡性能好、长期储存性能不衰减。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑泡性能好的固体颗粒抑泡剂，并同时提供这种抑泡剂的制备方法，所制备的固体颗粒抑泡剂抑泡性能好，很少的添加量即可达到彻底消泡和长期抑泡的效果，可以在清洗、日化、污水处理、纺织印染等行业中得到很好的应用。

技术方案：

一种固体颗粒抑泡剂，由有机载体、主消泡物质、乳化剂、结构剂和水组成，而制备这种固体颗粒抑泡剂的方法，是将主要消泡物质和乳化剂充分混合，然后吸附到载体上，再加入结构剂通过造粒、干燥工序形成流动性好的颗粒。

所述的一种固体颗粒抑泡剂，具体由以下组份组成：

(1)有机载体。包括糊精、淀粉、变性淀粉、聚乙烯基吡咯烷酮、羟乙基纤维素及羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇，这些有机载体室温下为固体，它们单独使用或混合使用，载体用量为固体颗粒抑泡剂质量的50～80％。

所述的糊精包括环糊精、麦芽糊精；所述的变性淀粉包括直链淀粉、氧化淀粉、交联淀粉、接枝共聚淀粉等。

(2)主要消泡物质。本发明的主要消泡物质由高粘度硅脂和低粘度硅脂以任意比例复配而成，用量为固体颗粒抑泡剂质量的3～20％。通过复配很好地解决了高粘度硅脂释放慢和低粘度硅脂抑泡性能差的问题，使产品能兼顾到消泡和抑泡性能。所述的高粘度硅脂是由聚有机硅氧烷、有机硅树脂、无机氧化物固体颗粒、疏水处理剂和催化剂组成，是按照专利ZL200610040821.3的技术制备的消泡剂活性组合物；所述的低粘度硅脂是由聚有机硅氧烷、白炭黑、疏水处理剂和催化剂组成，是按照专利ZL200410066187.1的技术制备的消泡活性物。

(3)乳化剂。乳化剂属于表面活性剂，包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。优选非离子表面活性剂，其亲水亲油平衡值为1～8，选自失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚或蓖麻油聚氧乙烯醚。乳化剂用量为固体颗粒抑泡剂总质量的0.5～4％。

(4)结构剂。结构剂是造粒的主要成分之一，常用的结构剂有丙烯酸马来酸共聚物、柠檬酸钠、柠檬酸钾、烷基糖苷、羟基亚乙基二膦酸、乙二胺二琥珀酸钠。聚合物的分子量不受限制。上述结构剂单独使用或混合使用，混合比例不受限制。结构剂的用量为固体颗粒抑泡剂总质量的1～10％。

(5)水。水是粘合促进剂，有利于形成固体颗粒。本发明选择去离子水。用量为固体颗粒抑泡剂总质量的4～30％。

将上述组份通过以下操作步骤制备固体颗粒抑泡剂：

①在一个混合器中加入主要消泡物质和乳化剂，充分混合，得到混合物A；

②将载体加入到混合物A中搅拌均匀，得到混合物B；

③向混合物B中加入结构剂和去离子水搅拌均匀，得到混合物C；

④将混合物C通过造粒机(造粒机可以为圆盘式造粒机、摇摆式造粒机、挤压式造粒机、转鼓式造粒机或喷雾式造粒机等)造粒，然后，将得到的颗粒通过干燥器(干燥器可选用喷雾干燥器、带式干燥器、吸附式干燥器或冷冻式干燥器等)烘干，即得到效果较好的固体颗粒抑泡剂。

具体实施方式

实施例：

1、制备主要消泡物质

按照专利ZL200610040821.3的例1和例2的方法制备，得到的消泡活性物分别为高粘度硅脂混合物AG和高粘度硅脂混合物BG。

按照专利ZL200410066187.1中例1和例2的方法制备，得到的消泡活性物分别为低粘度硅脂混合物AD和低粘度硅脂混合物BD。

2、制备实施例固体颗粒抑泡剂

具体实施例各组成物质之间的比例见下表：

表1 固体颗粒抑泡剂各组分所占的比例(质量百分数，％)

将上表中的各组分按前面提到的本发明的制备方法分别制得固体颗粒抑泡剂实施例1、实施例2、实施例3。

3、固体颗粒抑泡剂的性能测试：

将本发明的固体颗粒抑泡剂实施例1、实施例2、实施例3与外来样品按下述方法进行测试。

①洗衣机测试

测试方法：在容量为6kg的洗衣机里加入50g市售的洗衣粉，0.4g固体颗粒抑泡剂，测试程序为标准洗。洗衣机的门上标有5个度量标示，分别为门高的0，25％，50％，75％，100％。并各记为“0”，“1”，“2”，“3”，“4”。“0”为起始，表示无泡沫，“4”表示充满泡沫。每5min记录一次泡沫高度，停机时记录。数值越大，表明洗衣机中的泡沫高度越高，抑泡性就越差；相同时间内泡沫高度越低，说明产品抑泡性能越好。测试结果见表2：

表2 洗衣机测试结果

(注：上表中“A”表示当时测试；“B”表示样品在40℃放置四周后测试。)

②卧式循环鼓泡法：

测试方法：卧式循环鼓泡仪的玻璃试镜上标0，1，2，3四个度量标示。“0”为起始，表示无泡沫，“3”表示充满泡沫。在卧式循环鼓泡仪里加入14kg的0.3％十二烷基苯磺酸钠水溶液(pH值为13)，然后打开温控开关，将起泡液加热至测试温度80℃，开启空气泵等泡沫升至一定高度(升至一定高度的时间即为空白时间)时，再向其中加入0.5g消泡剂，记录泡沫高度随着时间的变化规律。泡沫上升到同一刻度所用的时间越长，说明抑泡性能越好。测试结果见表3：

表3 卧式循环测试结果

通过上述测试，可以看出本发明的固体颗粒抑泡剂使用很少的添加量即可达到彻底消泡和长期抑泡的效果，并且在40℃放置四周后，消抑泡性能变化不明显，具有较好的抗衰减性能。

Claims (4)

1.一种固体颗粒抑泡剂，其特征在于它包括以下组分：

(1)有机载体，包括糊精、淀粉、变性淀粉、聚乙烯基吡咯烷酮、羟乙基纤维素及羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇，它们单独使用或混合使用，有机载体用量为固体颗粒抑泡剂总质量的50～80％；

(2)主要消泡物质，由高粘度硅脂和低粘度硅脂以任意比例复配而成，主要消泡物质用量为固体颗粒抑泡剂总质量的3～20％，其中所述的高粘度硅脂，是按照专利ZL200610040821.3的技术制备的消泡剂活性组合物，所述的低粘度硅脂是按照专利ZL200410066187.1的技术制备的消泡活性物；

(3)乳化剂，选自失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚或蓖麻油聚氧乙烯醚，乳化剂用量为固体颗粒抑泡剂总质量的0.5～4％；

(4)结构剂，包括丙烯酸马来酸共聚物、柠檬酸钠、柠檬酸钾、烷基糖苷、羟基亚乙基二膦酸、乙二胺二琥珀酸钠，它们单独使用或混合使用，结构剂用量为固体颗粒抑泡剂总质量的1～10％；

(5)水，为去离子水，用量为固体颗粒抑泡剂总质量的4～30％；

上述各组分的质量和为100％。

2.权利要求1所述的一种固体颗粒抑泡剂，其中(1)所述的糊精，选自环糊精或麦芽糊精。

3.权利要求1所述的一种固体颗粒抑泡剂，其中(1)所述的变性淀粉，选自直链淀粉、氧化淀粉、阳离子淀粉、交联淀粉、接枝共聚淀粉中的一个或多个。

4.一种权利要求1所述的固体颗粒抑泡剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①在一个混合器中加入主要消泡物质和乳化剂，充分混合，得到混合物A；

②将有机载体加入到混合物A中搅拌均匀，得到混合物B；

③向混合物B中加入结构剂和去离子水搅拌均匀，得到混合物C；

④将混合物C通过造粒机造粒，然后，将得到的颗粒通过干燥器烘干，即得到固体颗粒抑泡剂。