CN105289048A

CN105289048A - 一种有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂及其制备方法

Info

Publication number: CN105289048A
Application number: CN201510624868.3A
Authority: CN
Inventors: 林淑卿
Original assignee: Quanzhou Fuda Science & Technology Consultation Co Ltd
Current assignee: Quanzhou Fuda Science & Technology Consultation Co Ltd
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-02-03

Abstract

本发明公开了一种有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂及其制备方法，采用自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚脂肪酸酯在催化剂作用下与含氢硅油反应得到有机硅改性聚醚酯，然后利用复合乳化剂乳化得到。本发明有机硅改性聚醚酯制备过程采用无溶剂法，清洁环保。经乳化后制得的消泡剂兼具聚硅氧烷及聚醚类消泡剂的特性，具有优异的消、抑泡性能，不分层不漂油，稳定性好，在水性消泡体系中具有良好的应用效果。

Description

一种有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂及其制备方法

技术领域

本发明属于非离子表面活性剂制备技术领域，具体涉及一种有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂及其制备方法。

背景技术

在多数工业生产过程中，比如印染、发酵、造纸、涂料以及石油开采等行业，往往会产生大量的泡沫，过多泡沫的存在会给生产带来诸多的不利影响，添加消泡剂已被证实是消除有害泡沫最有效、最经济的方法。

目前，市场上消泡剂种类繁多，如聚醚类、有机聚硅氧烷类、脂肪酸类、脂类和复合类等。其中聚醚改性有机聚硅氧烷类消泡剂独树一帜，这主要是因为它不仅具有聚硅氧烷类消泡剂的表面张力低、消泡效力强、稳定性好、无毒无污染、生理惰性等特点，而且还具有聚醚类消泡剂抑泡能力强、耐酸碱、耐高温、生物降解性好、在水中易分散等优良性能，故而得到了广泛的应用。但是在我国此类消泡剂的研究与国外相比还有一定的差距，无论是档次、种类还是数量上都还有很多不足。而且在制备过程中，为了防止Si-H键的交联，会加入苯类有机溶剂，这不仅污染环境、影响工人健康，还会造成在产品中的残留，给后续的使用带来麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂及其制备方法，有机硅改性聚醚酯制备过程采用无溶剂法，清洁环保。经乳化后制得的消泡剂兼具聚硅氧烷及聚醚类消泡剂的特性，具有优异的消、抑泡性能，不分层不漂油，稳定性好，在水性消泡体系中具有良好的应用效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂的结构式如下：

，

其中m，n，x，y为非零正整数，a、b之和为4。

制备方法包括如下步骤：

（1）将摩尔比为1:10-15的含氢硅油和自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚脂肪酸酯混合，加入0.2-0.4wt.%催化剂，持续搅拌，在氮气环境下升温至90-110℃保温反应8-10h，冷却得到有机硅改性聚醚酯；

（2）将增稠剂加入水中，搅拌1-5min使之混合均匀，用10wt.%NaOH溶液调pH至7-8；

（3）将步骤（1）制得的有机硅改性聚醚酯和复合乳化剂混合，加热至60-70℃，高速搅拌均匀，停止加热，快速加入步骤（2）制得的增稠水的40%，搅拌30min再加入余下的增稠水，搅拌均匀，得到所述的有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂。

原料组成按重量百分数计：

有机硅改性聚醚酯20-30%

复合乳化剂3.5-4.5%

增稠剂1-2%

水63.5-74.5%。

步骤（1）中所述的自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚脂肪酸酯是通过聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚与脂肪酸酯化而得，包括聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚硬脂酸酯、聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚月桂酸酯。

步骤（1）中所述的含氢硅油含氢量为1-1.5%。

步骤（1）中所述的催化剂为三氟乙酸或Rh/AlO(OH)。

步骤（2）中所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠或Viscoatex46。

步骤（3）中所述的复合乳化剂为Span-80、Tween-80、AEO-3中的两种或三种，复合乳化剂的HLB值为8-10。

本发明的有益效果在于：

（1）利用自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚脂肪酸酯在催化剂的作用下接枝得到一类C-O-Si型有机硅改性聚醚酯，合成过程中避免了苯类有机溶剂的使用，避免了对环境和工人健康造成影响。

（2）经有机硅改性后的聚醚酯通过复合乳化剂乳化得到有机硅改性聚醚酯乳液，测试证明该消泡剂具有优异的消抑泡性能，具有良好的分散性和稳定性，在水性消泡体系中具有不错的应用效果。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明进一步进行阐述，但并不限制本发明。

实施例1

（1）将500g摩尔比为1:10的含氢量为1.0%的含氢硅油和自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚硬脂酸酯、2g三氟乙酸加入至配有温度计、搅拌器、氮气导气管和冷凝器的四口烧瓶中，开动搅拌器，在氮气环境下升温至100℃保温反应10h，反应结束后，冷却得到有机硅改性聚醚酯。

（2）将14gViscoatex46加入521.5mL水中，搅拌5min至均匀后，用10%NaOH溶液调pH至8，备用。

（3）将步骤（1）制备的有机硅改性聚醚酯140g，HLB值为8的Span-80、Tween-80复合乳化剂24.5g加入装有搅拌的圆底烧瓶中，加热至70℃，高速搅拌均匀后，停止加热，随后快速的加入步骤（2）制备的增稠水200g，搅拌30min左右再加入余下的增稠水，搅拌均匀后得到有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂。

实施例2

（1）将500g摩尔比为1:15的含氢量为1.0%的含氢硅油和自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚硬脂酸酯以及质量分数为1g三氟乙酸加入至配有温度计、搅拌器、氮气导气管和冷凝器的四口烧瓶中，开动搅拌器，在氮气环境下升温至110℃保温反应8h，反应结束后，冷却得到有机硅改性聚醚酯。

（2）将7gViscoatex46加入453mL水中，搅拌3min至均匀后，用10%NaOH溶液调pH至7，备用。

（3）将步骤（1）制备的有机硅改性聚醚酯210g，HLB值为9.5的Span-80、Tween-80复合乳化剂30g加入装有搅拌的圆底烧瓶中，加热至60℃，高速搅拌均匀后，停止加热，随后快速的加入步骤（2）制备的增稠水200g，搅拌30min左右再加入余下的增稠水，搅拌均匀后得到有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂。

实施例3

（1）将500g摩尔比为1:10的含氢量为1.2%的含氢硅油和自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚硬脂酸酯以及质量分数为2g三氟乙酸加入至配有温度计、搅拌器、氮气导气管和冷凝器的四口烧瓶中，开动搅拌器，在氮气环境下升温至110℃保温反应8h，反应结束后，冷却得到有机硅改性聚醚酯。

（2）将14g羧甲基纤维素钠加入446mL水中，搅拌3min至均匀后，用10%NaOH溶液调pH至7，备用。

（3）将步骤（1）制备的有机硅改性聚醚酯210g，HLB值为8.5的Span-80、Tween-80、AEO-3复合乳化剂30g加入装有搅拌的圆底烧瓶中，加热至60℃，高速搅拌均匀后，停止加热，随后快速的加入步骤（2）制备的增稠水200g，搅拌30min左右再加入余下的增稠水，搅拌均匀后得到有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂。

实施例4

（1）将500g摩尔比为1:15的含氢量为1.2%的含氢硅油和自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚月桂酸酯以及质量分数为1g三氟乙酸加入至配有温度计、搅拌器、氮气导气管和冷凝器的四口烧瓶中，开动搅拌器，在氮气环境下升温至110℃保温反应8h，反应结束后，冷却得到有机硅改性聚醚酯。

（2）将10gViscoatex46加入500mL水中，搅拌3min至均匀后，用10%NaOH溶液调pH至7，备用。

（3）将步骤（1）制备的有机硅改性聚醚酯165g，HLB值为9.5的Span-80、Tween-80、AEO-3复合乳化剂25g加入装有搅拌的圆底烧瓶中，加热至60℃，高速搅拌均匀后，停止加热，随后快速的加入步骤（2）制备的增稠水200g，搅拌30min左右再加入余下的增稠水，搅拌均匀后得到有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂。

实施例5

（1）将500g摩尔比为1:10的含氢量为1.5%的含氢硅油和自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚月桂酸酯以及质量分数为1.5gRh/AlO(OH)加入至配有温度计、搅拌器、氮气导气管和冷凝器的四口烧瓶中，开动搅拌器，在氮气环境下升温至100℃保温反应8h，冷却得到有机硅改性聚醚酯。

（2）将10gViscoatex46加入480mL水中，搅拌3min至均匀后，用10%NaOH溶液调pH至7，备用。

（3）将步骤（1）制备的有机硅改性聚醚酯182g，HLB值为8.5的Span-80、Tween-80复合乳化剂28g加入装有搅拌的圆底烧瓶中，加热至60℃，高速搅拌均匀后，停止加热，随后快速的加入步骤（2）制备的增稠水200g，搅拌30min左右再加入余下的增稠水，搅拌均匀后得到有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂。

实施例6

（1）将500g摩尔比为1:15的含氢量为1.5%的含氢硅油和自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚月桂酸酯以及质量分数为2g三氟乙酸加入至配有温度计、搅拌器、氮气导气管和冷凝器的四口烧瓶中，开动搅拌器，减压脱除多余的空气及水分，通入氮气并缓慢加热至110℃，在此温度下保温反应8h．反应结束后，冷却得到有机硅改性聚醚酯。

（2）将12g羧甲基纤维素钠加入520mL水中，搅拌3min至均匀后，用10%NaOH溶液调pH至7，备用。

（3）将步骤（1）制备的有机硅改性聚醚酯150g，HLB值为10的Span-80、Tween-80、AEO-3复合乳化剂28g加入装有搅拌的圆底烧瓶中，加热至60℃，高速搅拌均匀后，停止加热，随后快速的加入步骤（2）制备的增稠水200g，搅拌30min左右再加入余下的增稠水，搅拌均匀后得到有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂。

消抑泡性能的测定

主要仪器装置：循环鼓泡仪

测试条件：温度25℃、流量2L/min、消泡剂添加量：起泡液的1000ppm

测试介质：标准起泡液

具体测试方法：取称取2.5g壬基酚聚氧乙烯（10）醚和2.5g（30%含量）十二烷基苯磺酸钠溶于495mL水中，混合后搅拌至均匀透明状液体，加水稀释至1000mL，即得标准起泡液。取标准起泡液100mL于500mL量筒中，置于恒温水浴锅中恒温，将气体分散头深入量筒底部，以2L/min的速度通入氮气鼓泡至泡沫高度达到500mL处停止鼓泡，从泡沫顶部滴加起泡液的0.1g的消泡剂，同时启动秒表记录时间，记录泡沫消除所需的时间，即为消泡时间。随后重新开启氮气鼓泡，记录泡沫高度再次至500mL所需的时间，即为抑泡时间。

具体测试结果如下表：

从测试结果可以得出，将自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚脂肪酸酯通过改性得到的有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂，在标准起泡液中具有较好的消抑泡性能。不分层不漂油，稳定性好，具有良好的应用效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂，其特征在于：结构式如下：

，

其中m，n，x，y为非零正整数，a、b之和为4。

2.一种制备如权利要求1所述的有机硅改性聚醚酯乳液消泡剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：原料组成按重量百分数计：

有机硅改性聚醚酯20-30%

复合乳化剂3.5-4.5%

增稠剂1-2%

水63.5-74.5%。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的自制的聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚脂肪酸酯是通过聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚与脂肪酸酯化而得，包括聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚硬脂酸酯、聚氧丙烯聚氧乙烯季戊四醇醚月桂酸酯。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的含氢硅油含氢量为1-1.5%。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的催化剂为三氟乙酸或Rh/AlO(OH)。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠或Viscoatex46。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的复合乳化剂为Span-80、Tween-80、AEO-3中的两种或三种，复合乳化剂的HLB值为8-10。