CN104941259A

CN104941259A - 一种泡沫排水用有机硅消泡剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104941259A
Application number: CN201510333641.3A
Authority: CN
Inventors: 胡兆瑞
Original assignee: Meishan Huarui Technology Development Co Ltd
Current assignee: Meishan Huarui Technology Development Co Ltd
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2015-09-30

Abstract

本发明公开了一种泡沫排水用有机硅消泡剂及其制备方法，该有机硅消泡剂，以重量百分数为计，由以下组分组成：硅膏：15%-25%；复合乳化剂：3%-5%；增稠剂：0.6%-1%；乳化剂SP-60：1%-2%；余量为水。本发明通过加入1wt%-2wt%的SP-60可以明显提高消泡剂的稳定性，同时提高产品的消泡抑泡性能，克服了传统乳液消泡剂稳定性和消泡力难以兼顾的缺点，使其兼具优良的稳定性和消泡力，较好地满足了泡沫排水工艺对消泡剂的要求。

Description

一种泡沫排水用有机硅消泡剂及其制备方法

技术领域

本发明属于消泡剂领域，具体地，涉及一种一种泡沫排水用有机硅消泡剂及其制备方法。

背景技术

泡沫会使得生产能力受到大大的限制，减小生产能力。泡沫的存在，影响着很多生产过程，并会给环境带来不必要的污染，影响着国民经济。因此，在一些生产过程中需控制泡沫对工艺过程的影响。

近年来，随着工业生产规模的扩大、环境的治理力度的加大，名目繁多的消泡剂应运而生，已发展成为一大产业。其中有机硅消泡剂不仅具有瞬时消泡的作用，而且具有持久的抑泡作用，具有用量少、应用范围广、化学隋性等优点。考虑到生产过程中的绝大部分体系都是水相体系，因此，有机硅消泡剂大都以乳液的形式出现。乳液型有机硅消泡剂作为优良的消泡剂，不仅消泡力强，而且抑泡效果好，它还有表面张力低，化学惰性，既能适用于非水相，又能适用于水相，适应范围广，在使用中用量少等优点。因而获得广泛地应用，越来越受到纺织、制药、印染、涂料、发酵和石油等行业的重视。但乳液是一种热力学不稳定体系，如果乳化不够完全，随着放置时间增长，乳液很容易出现分层、破乳等现象，使其难以发挥出乳液的优良性质，继而降低其消泡性能，但若乳液体系过于稳定，其消泡能力降低。传统的消泡剂有的产品消泡性能很好，但乳液不够稳定，使用时很容易破乳，限制了其使用；有的产品稳定性很好，但其消泡性能较差。所以传统的乳液型消泡剂在既不影响消泡性能，又具有较好稳定性上还有待突破。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有机硅消泡剂，解决传统乳液型消泡剂的消泡效力与乳液的稳定性不能兼具的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种泡沫排水用有机硅消泡剂，以重量百分数为计，由以下组分组成：

硅膏：15%-25%；

复合乳化剂：3%-5%；

增稠剂：0.6%-1%；

乳化剂SP-60：1%-2%；

余量为水。

其中，所述复合乳化剂由重量百分数为75%-85%的平平加（脂肪醇聚氧乙烯醚）与15%-25%的脂肪醇组成，则所述复合乳化剂的HLB值为11-14。其中，所述HLB值是根据平平加与脂肪醇的比例进行确定的，当平平加与脂肪醇占所述复合乳化剂的比例确定了，则该复合乳化剂的HLB值就确定了。本发明所述复合乳化剂优选所述比例的平平加与脂肪醇组成，以确保所述复合乳化剂的HLB值为11-14，从而使本发明所述消泡剂应用于泡沫排水体系时，一方面有利于消泡剂在起泡液表面的分散和铺展，从而提高消泡剂的消泡性能，另一方面，避免由于消泡剂过多地溶于水相而导致很少的消泡剂存在于水油界面上，进而难以铺展在水相表面，达不到有效消泡的情况产生。

其中，所述乳化剂SP-60进一步优选1.5%-2%。

其中，所述脂肪醇可以为C₁₆-C₁₈醇。

其中，所述增稠剂并无特别指定，常规的用于有机硅消泡剂的增稠剂均可，如羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、羟乙基纤维素等，进一步优选CMC-_HV。

其中，所述硅膏可通过市售或者是自制的方式得到，自制时，采用甲基硅油和气相二氧化硅高温复合反应制得，也可采用现有技术中所记载的其他方法进行制备得到。

本发明通过向传统的有机硅消泡剂中添加1%-2%的乳化剂SP-60，增加有机硅消泡剂体系的稳定性与消泡性能，（针对本公司生产的醇醚硫酸酯盐起泡剂，使用SP-60效果会更好。SP-60作为一种非离子表面活性剂，复配后与泡沫排水用起泡体系的配伍性较好，能快速消除其泡沫且抑泡性良好；另添加1%-2%的SP-60还可以在一定程度上增加乳液的粘稠度，根据Stokes公式（斯托克斯公式）可知，乳状液的液滴沉降速度与连续相的粘度成反比，粘度越高，液滴聚结的速度越低，乳液也就越稳定。而若SP-60的含量超过2%之后，乳液效果变差，且消泡剂的消泡抑泡性能明显变差。因而，选择1%-2%的SP-60使得所述有机硅消泡剂兼具有优良的消泡能力以及乳液稳定性。

本发明还提供上述有机硅消泡剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按比例加入所述硅膏、所述复合乳化剂、所述增稠剂以及所述乳化剂SP-60；

2）于60℃-70℃温度下搅拌至熔融后，冷却至室温；

3）将步骤2）得到的熔融物加入乳化机中，加水乳化，乳化完成后即制得所述有机硅消泡剂。

其中，所述步骤3）中的乳化机的转速为4000r/min。

其中，所述步骤3）中加水乳化的时间为10min。

综上，本发明的有益效果是：

1.产品的制备方法简便，易于操作；

2.产品在水相中分散性好，继而迅速发挥优良的消泡性能，并能长时间抑泡；

3.产品的稳定性好，即使放置较长时间，也能保证发挥优良性能而不会变质；

4.产品用量少，效率高，性价比高。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明以下实施例1-4及参照例1-2中所采用的各原料均为市售产品，其中，

平平加产自海安石油化工厂；

脂肪醇选择C₁₆-C₁₈醇，产自成都市科龙化工试剂厂；

增稠剂选择CMC-_HV，产自泸州化工厂；

乳化剂SP-60，产自海安石油化工厂。

其中，脂肪醇及增稠剂的选择种类不同，对于本申请的消泡剂的消泡性能及稳定性的影响不大，本领域技术人员可根据情况进行选择，本申请中仅就C₁₆-C₁₈醇、CMC-_HV进行具体举例说明，其他种类的脂肪醇及增稠剂不再一一举例说明。

实施例1

配制乳液型有机硅消泡剂150g，其制备方法如下：

1）以150g有机硅消泡剂为计算基数，向烧杯中加入15wt%硅膏、3.5wt%复合乳化剂（由占复合乳化剂80wt%的平平加及占复合乳化剂20wt%的C₁₆-C₁₈醇组成）、0.6wt%CMC-_HV、1wt%SP-60；

2）加热至60℃-70℃温度，用玻璃棒搅拌至物料熔融，停止加热，冷却至室温；

3）将步骤2）得到的熔融物加入高剪切乳化机中，调节高剪切乳化机的转速为4000r/min，加水乳化10min，乳化完成后即制得所述有机硅消泡剂。

实施例2

配制乳液型有机硅消泡剂150g，其制备方法如下：

1）以150g有机硅消泡剂为计算基数，向烧杯中加入15wt%硅膏、3.5wt%复合乳化剂（由占复合乳化剂80wt%的平平加及占复合乳化剂20wt%的C₁₆-C₁₈醇组成）、0.6wt%CMC-_HV、1.5wt%SP-60；

实施例3

配制乳液型有机硅消泡剂150g，其制备方法如下：

1）以150g有机硅消泡剂为计算基数，向烧杯中加入25wt%硅膏、5wt%复合乳化剂（由占复合乳化剂85wt%的平平加及占复合乳化剂15wt%的C₁₆-C₁₈醇组成）、1wt%CMC-_HV、2wt%SP-60；

实施例4

配制乳液型有机硅消泡剂150g，其制备方法如下：

1）以150g有机硅消泡剂为计算基数，向烧杯中加入20wt%硅膏、3wt%复合乳化剂（由占复合乳化剂75wt%的平平加及占复合乳化剂25wt%的C₁₆-C₁₈醇组成）、0.8wt%CMC-_HV、2wt%SP-60；

参照例1

配制乳液型有机硅消泡剂150g，其制备方法如下：

1）以150g有机硅消泡剂为计算基数，向烧杯中加入15wt%硅膏、3.5wt%复合乳化剂（由占复合乳化剂80wt%的平平加及占复合乳化剂20wt%的C₁₆-C₁₈醇组成）、0.6wt%CMC-_HV；

参照例2

配制乳液型有机硅消泡剂150g，其制备方法如下：

1）以150g有机硅消泡剂为计算基数，向烧杯中加入15wt%硅膏、3.5wt%复合乳化剂（由占复合乳化剂80wt%的平平加及占复合乳化剂20wt%的C₁₆-C₁₈醇组成）、0.6wt%CMC-_HV、3.0wt%SP-60；

性能评价：

产品稳定性的测定：取150g产品，将产品用4000r/min的转速离心60min后，测量乳液层的体积，乳液层体积越大，表示产品越稳定。

起泡液的配制：称取泡沫排水用起泡剂HRQ-1，即醇醚硫酸酯盐起泡剂，将其溶于矿化度为60g/L的矿化水（CaCl₂5.2g/L、MgCl₂·6H₂O 3.5g/L、Na₂SO₄7.0g/L、NaCl 44.3g/L）中，配成0.1%的起泡剂矿化水溶液。

消泡液的配制：分别取实施例1-4及参照例1-2的产品2g，用蒸馏水稀释至100mL，分别配制成2%的溶液。

产品消泡速度的测定：取已配好的起泡液 250mL于起泡柱中，控制试验温度（35±1℃），打开氮气气源，调节流量为1.0L/min，使其产生均匀泡沫，当出口有泡沫时立即关闭气源，并立即用注射器取10mL稀释后的消泡剂注入起泡柱中，同时按下秒表，记录柱中泡沫破灭时间t（当柱中泡沫残余高度为1mm-5mm时即为泡沫破灭时间），此即为消泡速度。

产品抑泡体积和抑泡能力值的测定：用已破完泡的起泡液，使其再起泡，气流量仍为1.0L/min，持续鼓泡120s时的水泡高度不超过6cm时，其抑泡能力值为0 mL，并将高度换算为体积，即抑泡体积（mL）；若水泡高度超过6 cm时，关闭气源，用注射器从上端注入消泡剂溶液5 mL（每次注入时应关闭气源），重复上述试验，直到持续鼓泡120 s时的水泡高度不超过6cm时，此时计下补注入柱内稀释后的消泡剂溶液的总毫升数，即为抑泡能力值V（mL）。

将上述实施例1-4及参照例1-2的测试结果记录至下表1。

通过实施例1-4与参照例1相对比，可以看出：

1.本发明中加有1wt%-2wt%的SP-60的消泡剂的稳定性明显要高于未加SP-60的消泡剂的稳定性，从离心后的乳液层的体积来看，实施例1-4的乳液层体积明显高于参照例1的乳液层体积，稳定性提高，尤其是实施例2-4的乳液层体积约为参照例1的乳液层体积两倍以上，稳定性提高明显，因此，SP-60的含量优选实施例2-4中的1.5wt%-2wt%；

2.本发明中加有1wt%-2wt%的SP-60的消泡剂的消泡性能也要明显高于未加SP-60的消泡剂的消泡性能，于同样的泡沫条件下，实施例1-4所用的消泡时间约为参照例1的一半甚至更少，尤其是实施例2-4的消泡速度更快，因此，SP-60的含量优选实施例2-4中的1.5wt%-2wt%；

3. 本发明中加有1wt%-2wt%的SP-60的消泡剂的抑泡性能高于未加SP-60的消泡剂的抑泡性能，于同样的泡沫条件下，实施例1-4的抑泡体积约为参照例1的一半甚至更少，抑泡性能更佳。

通过实施例1-2与参照例1-2相对比，可以看出：

当其他组分的含量不变时，变化SP-60组分的含量，对制备的消泡剂的性能有较大影响，当SP-60组分的含量在本发明所述范围内时，其稳定性、消泡性能、抑泡性能均较好，而当SP-60组分的含量不在本发明所述范围内时（如参照例1-2），其稳定性、消泡性能、抑泡性能明显较差。

综上，本发明通过加入1wt%-2wt%的SP-60可以明显提高消泡剂的稳定性，同时提高产品的消泡抑泡性能，使其兼具优良的稳定性和消泡力。

如上所述，可较好的实现本发明。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种泡沫排水用有机硅消泡剂，其特征在于，以重量百分数为计，由以下组分组成：

硅膏：15%-25%；

复合乳化剂：3%-5%；

增稠剂：0.6%-1%；

乳化剂SP-60：1%-2%；

余量为水。

2.根据权利要求1所述的泡沫排水用有机硅消泡剂，其特征在于，所述复合乳化剂由占所述复合乳化剂的重量百分数为75%-85%的平平加与占所述复合乳化剂的重量百分数为15%-25%的脂肪醇组成。

3.根据权利要求1所述的泡沫排水用有机硅消泡剂，其特征在于，所述复合乳化剂的HLB值为11-14。

4.根据权利要求1所述的泡沫排水用有机硅消泡剂，其特征在于，所述乳化剂SP-60为1.5%-2%。

5.根据权利要求1所述的泡沫排水用有机硅消泡剂，其特征在于，所述脂肪醇为C₁₆-C₁₈醇。

6.根据权利要求1所述的泡沫排水用有机硅消泡剂，其特征在于，所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇或羟乙基纤维素。

7.如权利要求1至6中任一项所述的泡沫排水用有机硅消泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2）于60℃-70℃温度下搅拌至熔融后，冷却至室温；

8.根据权利要求7所述的泡沫排水用有机硅消泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中的乳化机的转速为4000r/min。

9.根据权利要求7所述的泡沫排水用有机硅消泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中加水乳化的时间为10min。