CN105833572B - 聚醚消泡剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学助剂领域，具体涉及一种聚醚消泡剂及其制备方法。由以下重量百分比的原料组成：聚氧丙烯氧乙烯甘油醚89％‑95％，脂肪高碳醇0.6％‑2.1％，硅脂和硅油4％‑7.7％，渗透剂0.1％‑0.5％、催化剂0.1％‑0.2％、扩散剂0.1％‑0.2％、稳定剂0.1％‑0.3％；硅油的粘度为260mpa.s。本发明消泡剂具有稳定性好、消泡强度高、在消除低毒性的同时，又给发酵过程中的菌丝提供了营养素，消泡速度非常快。在造纸、发酵、食品、医药等行业中消除及抑制泡沫具有优良的使用效果；本发明还提供其制备方法。

Description

聚醚消泡剂及其制备方法
技术领域
本发明属于化学助剂领域，具体涉及一种聚醚消泡剂及其制备方法。
背景技术
在合成胶乳、造纸、纺织、食品、发酵、医药等工业生产过程中，往往会产生许多泡沫，甚至有害的泡沫，影响了正常的生产，这就需要用消泡剂来消除或抑制。目前国内外消泡剂种类繁多。主要有：油脂类消泡剂，有机硅类消泡剂及聚醚类消泡剂等几大类。其中油脂类消泡剂消泡性能低，平常用量是有机硅类和聚醚类消泡剂的20-60倍，这种油脂类的消泡剂价格低廉，目前市场上虽然仍在大量使用，但其对致密型泡沫的消除能力较差。有机硅类消泡剂，一般包括聚二甲基硅氧烷等，这类消泡剂虽消泡效率高，但抑泡效果却差强人意。聚醚类消泡剂主要有直链聚醚等，抑泡能力强，是目前发酵行业应用的主导消泡剂，但其消泡速度比有机硅类消泡剂迟缓，跟不上发酵起泡的速度，从而影响了消泡的效果，并且由于其中亲水链聚氧乙烯链具有低毒性，发酵过程中使用，会出现阻碍菌体生长，及杀死少量菌体细胞的现象发生，在一定程度上影响了发酵的效率。
聚醚“330”、“PPG”、“GP”聚氧丙烯醚，由于它们的链端是疏水链，在发酵液中不易分散，造成了消泡速度迟缓，跟不上发酵起泡的速度，影响了消泡效果。“GPE”、“PPE”、“3010”，聚氧丙烯氧乙烯甘油醚，较前几种消泡剂在消泡性能上虽有了提高，但因亲水链聚氧乙烯链具有低毒性，在发酵生产中，有阻碍菌体生长以及杀死少量菌体细胞的现象发生，影响发酵效率的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种聚醚消泡剂，具有稳定性好、消泡强度高、在消除低毒性的同时，又给发酵过程中的菌丝提供了营养素，消泡速度大大加快；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的聚醚消泡剂，包括以下原料：聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、脂肪高碳醇、硅脂、硅油、渗透剂、催化剂、扩散剂和稳定剂。
本发明所述的聚醚消泡剂，由以下重量百分比的原料组成：聚氧丙烯氧乙烯甘油醚89％-95％，脂肪高碳醇0.6％-2.1％，硅脂和硅油4％-7.7％，渗透剂0.1％-0.5％、催化剂0.1％-0.2％、扩散剂0.1％-0.2％、稳定剂0.1％-0.3％。总重量百分比为100％。
其中：
硅油的粘度为260mpa.s。选用此粘度的硅油与硅脂协同作用，大大提高了产品的消泡速度和生产效率。
硅脂和硅油的质量比为1:0.5-1。
脂肪高碳醇为本领域常规市售产品，渗透剂优选为TW-80。催化剂优选为NPE-10。扩散剂优选为NPE-7。稳定剂优选为OPE-4。
本发明所述的聚醚消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
将聚氧丙烯氧乙烯甘油醚加热并搅拌，加入脂肪高碳醇搅拌，再加入渗透剂、催化剂、扩散剂、稳定剂，加温搅拌；再投入硅脂、硅油搅拌，匀质后自然冷却至常温，即得到产品。
作为一个优选的技术方案，本发明所述的聚醚消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在反应装置中投入聚氧丙烯氧乙烯甘油醚，加热并搅拌，搅拌转速为60-90r/min，搅拌时间为1-1.2h，同时加热至35-40℃；
(2)在35-40℃的基础上，向反应装置中投入脂肪高碳醇进行搅拌，搅拌转速为60-90r/min，搅拌时间为1-1.2h；其结构形式以脂肪高碳醇封端，使链段两端变成用脂肪高碳醇做封端的疏水链，中间是间隔亲水链的嵌段聚合物分子，其作用加强了消泡力度，提高了消泡速度，消除了其低毒性，同时给发酵过程中的菌丝提供了营养素。
(3)向反应装置中投入渗透剂、催化剂、扩散剂和稳定剂，将反应装置加温至75-85℃，进行搅拌，搅拌转速为60-90r/min，搅拌时间为2-2.2h，使其充分紧密结合、达到匀质；
(4)在75-85℃的基础上，向反应装置中投入硅脂、硅油，保持75-85℃，进行搅拌，搅拌转速为60-90r/min，搅拌时间为2.5-2.7h，匀质后停止加热，自然冷却至常温，即得到产品。
硅油的粘度为260mpa.s，由于硅脂和该硅油分子小，两者协同作用，使产品的表面张力小，表面活性高，消泡力强，它对所有气泡体系兼具有抑泡、破泡功能，使得消泡速度大大提高，提高了生产效率。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明制备的聚醚消泡剂通过以脂肪高碳醇封端，使链段两端变成用脂肪高碳醇做封端的疏水链，中间是间隔亲水链的嵌段聚合物分子，其作用加强了消泡力度，提高了消泡速度，消除了其低毒性，并且给发酵过程中的菌丝提供了营养素，之后又添加硅脂、硅油，硅油的粘度为260mpa.s，由于其小分子，表面张力小，表面活性高，消泡力强，它对所有气泡体系兼具有抑泡、破泡功能，提高了消泡速度和生产效率。
(2)制备得到的聚醚消泡剂为PDEFA-3型消泡剂，具有稳定性好、消泡强度高、在消除低毒性的同时，又给发酵过程中的菌丝提供了营养素，消泡速度大大提高。在造纸、发酵、食品、医药等行业中消除及抑制泡沫具有优良的使用效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例中所有原料除特殊说明外，均为市售产品。
实施例1
一种聚醚消泡剂，由以下重量百分比的原料组成：聚氧丙烯氧乙烯甘油醚89％，脂肪高碳醇2.1％，硅脂和硅油(粘度为260mpa.s)7.7％，渗透剂TW-80 0.5％、催化剂NPE-100.2％、扩散剂NPE-7 0.2％、稳定剂OPE-4 0.3％。总重量百分比为100％。
硅脂和硅油的质量比为1:1。
该聚醚消泡剂的制备方法如下：
(1)在反应装置中投入聚氧丙烯氧乙烯甘油醚，加热并搅拌，搅拌转速为60r/min，搅拌时间为1.2h，同时加热至40℃；
(2)在40℃的基础上，向反应装置中投入脂肪高碳醇进行搅拌，搅拌转速为90r/min，搅拌时间为1h；其结构形式以脂肪高碳醇封端，使链段两端变成用脂肪高碳醇做封端的疏水链，中间是间隔亲水链的嵌段聚合物分子，其作用加强了消泡力度，提高了消泡速度，消除了其低毒性，同时给发酵过程中的菌丝提供了营养素。
(3)向反应装置中投入渗透剂、催化剂、扩散剂和稳定剂，将反应装置加温至75℃，进行搅拌，搅拌转速为90r/min，搅拌时间为2h，使其充分紧密结合、达到匀质；
(4)在75℃的基础上，向反应装置中投入硅脂、硅油，保持75℃，进行搅拌，搅拌转速为80r/min，搅拌时间为2.5h，匀质后停止加热，自然冷却至常温，即得到产品。
实施例2
一种聚醚消泡剂，由以下重量百分比的原料组成：聚氧丙烯氧乙烯甘油醚95％，脂肪高碳醇0.6％，硅脂和硅油(粘度为260mpa.s)4％，渗透剂TW-80 0.1％、催化剂NPE-100.1％、扩散剂NPE-7 0.1％、稳定剂OPE-4 0.1％。总重量百分比为100％。
硅脂和硅油的质量比为1:0.8。
该聚醚消泡剂的制备方法如下：
(1)在反应装置中投入聚氧丙烯氧乙烯甘油醚，加热并搅拌，搅拌转速为90r/min，搅拌时间为1h，同时加热至35℃；
(2)在35℃的基础上，向反应装置中投入脂肪高碳醇进行搅拌，搅拌转速为60r/min，搅拌时间为1.2h；其结构形式以脂肪高碳醇封端，使链段两端变成用脂肪高碳醇做封端的疏水链，中间是间隔亲水链的嵌段聚合物分子，其作用加强了消泡力度，提高了消泡速度，消除了其低毒性，同时给发酵过程中的菌丝提供了营养素。
(3)向反应装置中投入渗透剂、催化剂、扩散剂和稳定剂，将反应装置加温至85℃，进行搅拌，搅拌转速为60r/min，搅拌时间为2.2h，使其充分紧密结合、达到匀质；
(4)在85℃的基础上，向反应装置中投入硅脂、硅油，保持85℃，进行搅拌，搅拌转速为90r/min，搅拌时间为2.5h，匀质后停止加热，自然冷却至常温，即得到产品。
实施例3
一种聚醚消泡剂，由以下重量百分比的原料组成：聚氧丙烯氧乙烯甘油醚92％，脂肪高碳醇1.3％，硅脂和硅油(粘度为260mpa.s)6％，渗透剂TW-80 0.3％、催化剂NPE-100.1％、扩散剂NPE-7 0.1％、稳定剂OPE-4 0.2％。总重量百分比为100％。
硅脂和硅油的质量比为1:0.5。
该聚醚消泡剂的制备方法如下：
(1)在反应装置中投入聚氧丙烯氧乙烯甘油醚，加热并搅拌，搅拌转速为70r/min，搅拌时间为1h，同时加热至40℃；
(2)在40℃的基础上，向反应装置中投入脂肪高碳醇进行搅拌，搅拌转速为70r/min，搅拌时间为1h；其结构形式以脂肪高碳醇封端，使链段两端变成用脂肪高碳醇做封端的疏水链，中间是间隔亲水链的嵌段聚合物分子，其作用加强了消泡力度，提高了消泡速度，消除了其低毒性，同时给发酵过程中的菌丝提供了营养素。
(3)向反应装置中投入渗透剂、催化剂、扩散剂和稳定剂，将反应装置加温至80℃，进行搅拌，搅拌转速为70r/min，搅拌时间为2h，使其充分紧密结合、达到匀质；
(4)在80℃的基础上，向反应装置中投入硅脂、硅油，保持80℃，进行搅拌，搅拌转速为60r/min，搅拌时间为2.7h，匀质后停止加热，自然冷却至常温，即得到产品。
对比例
对比例为一种聚醚消泡剂，所有原料比例和制备方法均与实施例1相同，对比例与实施例1唯一的不同在于对比例中没有添加硅脂和硅油。
将实施例1-3和对比例制备的产品进行消泡速度测试，实施例1的消泡速度是对比例的60倍，实施例2的消泡速度是对比例的55倍，实施例3的消泡速度是对比例的58倍。

Claims (8)

1.一种聚醚消泡剂，其特征在于：包括以下原料：聚氧丙烯氧乙烯甘油醚、脂肪高碳醇、硅脂、硅油、渗透剂、催化剂、扩散剂和稳定剂；
所述的聚醚消泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在反应装置中投入聚氧丙烯氧乙烯甘油醚，加热并搅拌，搅拌转速为60-90r/min，搅拌时间为1-1.2h，同时加热至35-40℃；
（2）在35-40℃的基础上，向反应装置中投入脂肪高碳醇进行搅拌，搅拌转速为60-90r/min，搅拌时间为1-1.2h；
（3）向反应装置中投入渗透剂、催化剂、扩散剂和稳定剂，将反应装置加温至75-85℃，进行搅拌，搅拌转速为60-90r/min，搅拌时间为2-2.2h，使其充分紧密结合、达到匀质；
（4）在75-85℃的基础上，向反应装置中投入硅脂、硅油，保持75-85℃，进行搅拌，搅拌转速为60-90r /min，搅拌时间为2.5-2.7h，匀质后停止加热，自然冷却至常温，即得到产品。
2.根据权利要求1所述的聚醚消泡剂，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：聚氧丙烯氧乙烯甘油醚89%-95%，脂肪高碳醇0.6%-2.1%，硅脂和硅油4%-7.7%，渗透剂0.1%-0.5%、催化剂0.1%-0.2%、扩散剂0.1%-0.2%、稳定剂0.1%-0.3%。
3.根据权利要求1或2所述的聚醚消泡剂，其特征在于：硅油的粘度为260MPa·s。
4.根据权利要求1或2所述的聚醚消泡剂，其特征在于：硅脂和硅油的质量比为1:0.5-1。
5.根据权利要求1或2所述的聚醚消泡剂，其特征在于：渗透剂为TW-80。
6.根据权利要求1或2所述的聚醚消泡剂，其特征在于：催化剂为NPE-10。
7.根据权利要求1或2所述的聚醚消泡剂，其特征在于：扩散剂为NPE-7。
8.根据权利要求1或2所述的聚醚消泡剂，其特征在于：稳定剂为OPE-4。
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