CN106178610A - 一种高碳醇乳化消泡剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下重量百分比的原料：高碳醇2～45%、有机烃0.2～45%、水溶性共聚物分散剂0.01～10%、水溶性醇0.02～5%、非阳离子型表面活性剂0.01～5%、增稠剂0.04～3%、余量为水。本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，通过加入的分散剂、增稠剂和非阳离子性表面活性剂的协同作用下形成稳定的乳液体系，经过长期储存后不易出现相分离，具极佳的贮存稳定性及高温脱气消泡性，本发明还提出了一种高碳醇乳化消泡剂的制备方法，操作简单、制备条件温和，制备出的高碳醇乳化消泡剂使用条件温和，能有效地消除有害泡沫，具有广谱适用性，可以用于造纸工业中的涂布、洗浆、污水处理以及涂料、淀粉加工行业。

Description

一种高碳醇乳化消泡剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及消泡剂及其制备领域，尤其涉及一种高碳醇乳化消泡剂及其制备方法。

背景技术

在许多工业生产中，必须处理由于其组分具有泡沫形成倾向的水溶液和含水悬浮液。该泡沫形成使生产难以进行，且因此不得不将泡沫形成控制得尽量低或者完全避免泡沫形成。形成泡沫的含水组合物实例为含洗涤剂组合物、含皂草苷组合物、水处理厂中的废水、含蛋白质组合物如大豆提取物以及尤其是纸浆悬浮液，例如尤其是在造纸工业中用于生产纸、纸板或卡纸板的含磨木浆和(或)含纤维素的悬浮液。

除了由气泡合并后永久地形成泡沫外，以精细分散的稳定形式引入这些体系中的空气证明也是有问题的。因此减少这些体系的空气含量也特别重要。由于这些原因，在其加工过程中以及甚至有时在其生产过程中将所谓的消泡剂和(或)脱气剂加入成膜性含水组合物中；这些消泡剂和(或)脱气剂甚至在低使用浓度下抑制不希望的泡沫形成，降低引入的空气含量或破坏已产生的泡沫。

从现有技术已知的消泡剂通常为基于水包油分散体或乳液的含水组合物，其油相包含至少一种疏水性物质，例如矿物油、硅油、聚氧化烯、其与脂肪酸的酯以及其与长链醇的醚、天然脂肪和(或)油、蜡、酯蜡或长链醇。

US4976888公开了一种由高碳醇、高碳醇酯、高沸点烃、聚乙烯蜡和乳化剂组成的乳化高碳醇消泡剂；

US5866041公开了一种由高碳醇、白炭黑和乳化剂组成的乳化高碳醇消泡剂；

EP-A531713和WO94/08091公开了一种由醇、脂肪酸酯、蒸馏残渣、与聚甘油酯结合的烃组成的乳化消泡剂；

DE2157033公开了一种包含C12-C22链烷醇和(或)二至三元醇的C12-C22脂肪酸酯以及石蜡油或C12-C22脂肪酸的乳化高碳醇消泡剂；

CA02493055公开了一种由高碳醇、聚甘油硬脂酸酯、矿物油、乙二胺双硬脂酸酰胺、脂肪酸酯和乳化剂组成的乳化高碳醇消泡剂；

CN101718055公开了一种由高碳醇、脂肪酸酯、低熔点油脂组成的乳化高碳醇消泡剂；

CN103830937公开了一种由天然脂肪醇、脂肪酸酯、有机烃物质组成的乳液脂肪醇消泡剂。

由于乳液在热力学上为非稳定体系，因此上述乳化高碳醇消泡剂，在制备后贮存时，以及使用者在保管时，很容易出现相分离和乳胶的增粘及胶化，从而进一步出现增稠或凝胶等现象，使消泡效果降低、产生不良的影响以及产生消泡剂泵送故障，从而影响稳定生产，还会导致在相关工序中所生产的产品质量降低的结果，带来很大的损失。另外，上述乳化高碳醇消泡剂的消泡脱气能力往往随温度的升高而呈现下降趋势，因而在较高温度下使用时添加量很大，一方面影响后续工序，另一方面也增加了成本。基于上述问题，本发明提出了一种一种高碳醇乳化消泡剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高碳醇乳化消泡剂及其制备方法。

一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下重量百分比的原料：高碳醇2～45％、有机烃0.2～45％、水溶性共聚物分散剂0.01～10％、水溶性醇0.02～5％、非阳离子型表面活性剂0.01～5％、增稠剂0.04～3％、余量为水。

优选的，所述的一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下重量百分比的原料：高碳醇30％、有机烃18％、水溶性共聚物分散剂7％、水溶性醇3.5％、非阳离子型表面活性剂4％、增稠剂0.05％、余量为水。

优选的，所述高碳醇为14个碳数以上，优选20个碳数以上的线性高碳醇。

优选的，所述有机烃为柴油、机油、煤油、白油、液体石蜡、矿脂、棕榈蜡、石蜡、蜂蜡、费托蜡、微晶蜡中的一种或多种混合物。

优选的，所述水溶性共聚物分散剂为丙烯酸-丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、马来酸酐-苯乙烯-C22脂肪酸共聚物、叔丁基丙烯酰胺与丙烯酸酯共聚物、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、马来酸酯与丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯-聚氧乙烯共聚物中的一种。

优选的，所述水溶性醇为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙烯乙二醇、乙二醇单丁基醚、甘油、二甘油、三甘油、聚合度55以下的聚乙二醇、季戊四醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙基溶纤剂中的一种。

优选的，所述非阳离子型表面活性剂为十六烷基二苯醚二磺酸钠、司盘80、吐温80、十二烷基二苯醚二磺酸钠、单甘脂、脂肪醇聚氧乙烯醚-25、十六烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚-9、OP-20、十二烷基硫酸钠、司盘60、吐温60、五聚甘油五油酸酯、硬脂酸聚氧乙烯醚-30、异构13醇聚氧乙烯醚-9中的一种或多种混合物。

优选的，所述增稠剂为韦兰胶、黄原胶、文莱胶、结冷胶、聚丙烯酸钠中的一种或多种混合物。

本发明还提出了一种高碳醇乳化消泡剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将所述重量百分比的高碳醇、有机烃、水溶性共聚物分散剂、水溶性醇依次加入到反应釜中，边搅拌边升高温度至85～105℃，然后加入所述重量百分比的非阳离子型表面活性剂，继续搅拌8～15min；

S2、将所述重量百分比的水升温至70～90℃后，加入到步骤S1中的反应釜中，以400～600r/min的转速高速搅拌10～20min得乳液；

S3、待步骤S2中所得的乳液冷却至室温后，加入所述重量百分比的增稠剂，调节粘度至320～450cps，即得乳化消泡剂。

本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，通过高熔点消泡成分的引入，能够改善常规乳化高碳醇消泡剂在高温条件下的消泡、脱气能力，从而减少消泡剂用量，在分散剂、增稠剂和非阳离子性表面活性剂的协同作用下形成稳定的乳液体系，经过长期储存后不易出现相分离，具极佳的贮存稳定性及高温脱气消泡性，本发明还提出了一种高碳醇乳化消泡剂的制备方法，操作简单、制备条件温和，制备出的高碳醇乳化消泡剂使用条件温和，能有效地消除有害泡沫，具有广谱适用性，可以用于造纸工业中的涂布、洗浆、污水处理以及涂料、淀粉加工行业。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下原料：20gC14醇、6g石蜡、0.9g丙烯酸-丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、1g乙二醇、0.11g十二烷基磺酸钠、0.012g异构13醇聚氧乙烯醚-9、0.012gOP-20、0.068g黄原胶、0.135g文莱胶、55g水。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将20gC14醇、6g石蜡、0.9g丙烯酸-丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、1g乙二醇依次加入到反应釜中，边搅拌边升高温度至90℃，然后加入0.11g十二烷基磺酸钠、0.012g异构13醇聚氧乙烯醚-9、0.012gOP-20，继续搅拌10min；

S2、将55g水升温至85℃后，加入到步骤S1中的反应釜中，以450r/min的转速高速搅拌16min得乳液；

S3、待步骤S2中所得的乳液冷却至室温后，加入0.068g黄原胶、0.135g文莱胶，调节粘度至320cps，即得乳化消泡剂。

实施例二

本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下原料：18gC18醇、9g蜂蜡、1g马来酸酐-苯乙烯-C22脂肪酸共聚物、1.5g甘油、0.1g十六烷基磺酸钠、0.1g五聚甘油五油酸酯、0.11g硬脂酸聚氧乙烯醚-30、0.15g黄原胶、53g水。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将18gC18醇、9g蜂蜡、1g马来酸酐-苯乙烯-C22脂肪酸共聚物、1.5g甘油依次加入到反应釜中，边搅拌边升高温度至90℃，然后加入0.1g十六烷基磺酸钠、0.1g五聚甘油五油酸酯、0.11g硬脂酸聚氧乙烯醚-30，继续搅拌9min；

S2、将53g水升温至75℃后，加入到步骤S1中的反应釜中，以550r/min的转速高速搅拌20min得乳液；

S3、待步骤S2中所得的乳液冷却至室温后，加入0.15g黄原胶，调节粘度至380cps，即得乳化消泡剂。

实施例三

本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下原料：24gC20醇、6g白油、1.2g叔丁基丙烯酰胺与丙烯酸(酯)共聚物、1g甘油、0.15g十二烷基硫酸钠、0.01g司盘-60、0.024g吐温-60、0.18g文莱胶、49g水。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将24gC20醇、6g白油、1.2g叔丁基丙烯酰胺与丙烯酸(酯)共聚物、1g甘油依次加入到反应釜中，边搅拌边升高温度至90℃，然后加入0.15g十二烷基硫酸钠、0.01g司盘-60、0.024g吐温-60，继续搅拌14min；

S2、将49g水升温至90℃后，加入到步骤S1中的反应釜中，以400r/min的转速高速搅拌10min得乳液；

S3、待步骤S2中所得的乳液冷却至室温后，加入0.18g文莱胶，调节粘度至450cps，即得乳化消泡剂。

实施例四

本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下原料：22gC22醇、6g微晶蜡、1g丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、1g二乙二醇、0.11g十六烷基硫酸钠、0.02g壬基酚聚氧乙烯醚-9、0.05gOP-20、0.126g结冷胶、53g水。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将22gC22醇、6g微晶蜡、1g丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、1g二乙二醇依次加入到反应釜中，边搅拌边升高温度至90℃，然后加入0.11g十六烷基硫酸钠、0.02g壬基酚聚氧乙烯醚-9、0.05gOP-20，继续搅拌8～15min；

S2、将53g水升温至90℃后，加入到步骤S1中的反应釜中，以420r/min的转速高速搅拌15min得乳液；

S3、待步骤S2中所得的乳液冷却至室温后，加入0.126g结冷胶，调节粘度至420cps，即得乳化消泡剂。

实施例五

本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下原料：19gC24醇、13g费托蜡、1g马来酸(酯)与丙烯酸(酯)共聚物、1.2g季戊四醇、0.11g十二烷基二苯醚二磺酸钠、0.012g单甘脂、0.012g脂肪醇聚氧乙烯醚-25、0.068g聚丙烯酸钠、52g水。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将19gC24醇、13g费托蜡、1g马来酸(酯)与丙烯酸(酯)共聚物、1.2g季戊四醇依次加入到反应釜中，边搅拌边升高温度至90℃，然后加入0.11g十二烷基二苯醚二磺酸钠、0.012g单甘脂、0.012g脂肪醇聚氧乙烯醚-25，继续搅拌12min；

S2、将52g水升温至70℃后，加入到步骤S1中的反应釜中，以480r/min的转速高速搅拌18min得乳液；

S3、待步骤S2中所得的乳液冷却至室温后，加入0.068g聚丙烯酸钠，调节粘度至390cps，即得乳化消泡剂。

实施例六

本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，包括以下原料：20gC30醇、9g液体石蜡、0.9g聚甲基丙烯酸酯-聚氧乙烯共聚物、0.8g季戊四醇、0.09g十六烷基二苯醚二磺酸钠、0.01g司盘80、0.022g吐温80、0.1g聚丙烯酸钠、53g水。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、将20gC30醇、9g液体石蜡、0.9g聚甲基丙烯酸酯-聚氧乙烯共聚物、0.8g季戊四醇依次加入到反应釜中，边搅拌边升高温度至90℃，然后加入0.09g十六烷基二苯醚二磺酸钠、0.01g司盘80、0.022g吐温80，继续搅拌8min；

S2、将53g水升温至90℃后，加入到步骤S1中的反应釜中，以600r/min的转速高速搅拌12min得乳液；

S3、待步骤S2中所得的乳液冷却至室温后，加入0.1g聚丙烯酸钠，调节粘度至400cps，即得乳化消泡剂。

将本发明提出的一～六组实施例中制备出的高碳醇乳化消泡剂与下面提出的一～三组比较例中制备出的消泡剂进行性能比较，按照如下方法对其粘度稳定性、分离稳定性及消泡效果进行评估测量：

比较例一：

将20gC12醇、12g氢化牛油、2g乙二醇、0.05g十二烷基二苯醚二磺酸钠、0.01g脂肪醇聚氧乙烯醚-7、0.012g脂肪醇聚氧乙烯醚-25，加入反应釜，混合升温至90度，搅拌均匀后，加入51g85度的水，通过高速搅拌后得到乳液，冷却后加入0.25gCMC，调节粘度至450cps，即得消泡剂。

比较例二：

将15gC12醇、5g菜籽油、1g甘油、0.11g十二烷基磺酸钠、0.012g双甘脂、0.012g脂肪醇聚氧乙烯醚-25，加入反应釜，混合升温至90度，搅拌均匀后，加入59g85度的水，通过高速搅拌后得到乳液，冷却后加入0.068g黄原胶，调节粘度至370cps，即得消泡剂。

比较例三：

将22gC12醇、5g棕榈油、1.1g季戊四醇、0.13g十六烷基二苯醚二磺酸钠、0.015g司盘80、0.022g吐温80，加入反应釜，混合升温至90度，搅拌均匀后，加入57g90度的水，通过高速搅拌后得到乳液，冷却后加入0.13g聚丙烯酸钠，调节粘度至520cps，即得消泡剂。

(1)粘度稳定性评估

用广口瓶(容量500mL)，分别加入消泡剂，盖上盖子静置于室温下，测定30日后的粘度。粘度测定，把B型旋转粘度计的转子置于广口瓶里，按20℃,60rpm的条件下，旋转转子，自开始旋转起每分钟后测定一次，计算出粘度。粘度的变化越小、越没有成为乳液状的为好；另外，取出附着在转子上的消泡剂，目测观察有无胶状物、凝集物，无胶状物、凝集物的为好。结果如表1所示：

(2)乳胶消泡剂的分离稳定性评估

在带刻度100mL透明塑料瓶中，分别加入消泡剂各100mL，盖上盖子静置于室温下。定时测定100mL塑料瓶内的乳胶消泡剂的浮上后的下部清澈部分的体积，计算出分离体积比，该比越小则分离稳定性越良好。结果如表1所示：

(3)消泡效果

取中性抄纸工程水1000mL，加温至35℃或50℃后置于圆柱形玻璃容器中，用循环泵按4.5L/min的流量使其循环发泡.发泡的泡高按加入白水1000mL时的液面高度为基准，发泡后的液面测量高度为泡高。消泡剂添加后的抑制发泡试验，将加温后的白水循环，泡高达100mm时，从发泡液上部添加消泡剂5ppm，消泡剂添加后开始每隔20秒测定一次泡高，循环120秒并记录。结果如表2所示：

表(1)高碳醇乳化消泡剂的储存稳定性

表(2)高碳醇乳化消泡剂的脱气性能

由表(1)和表(2)可见，本发明制备的高碳醇乳化消泡剂兼具贮存稳定性佳和高温消泡脱气性能好等优点。

表(1)

由表(1)可知，本发明提出的高碳醇乳化消泡剂粘度变化越小，则乳液的粘度稳定性改善越好。

表(2)

由表(2)可知，通过加入本发明提出的高碳醇乳化消泡剂，消泡效果得到了极大的改善。

本发明提出的高碳醇乳化消泡剂，即使在超过40℃的高温条件下消泡效果仍然显著，不但有助于工艺的稳定化，且提高了纸制品的质量，同时，能够防止消泡剂的长期存放造成的分离及粘度稳定性变差，能够防止消泡剂的分离导致的消泡效果变差。

本发明提出的一种高碳醇乳化消泡剂，通过高熔点消泡成分的引入，能够改善常规乳化高碳醇消泡剂在高温条件下的消泡、脱气能力，从而减少消泡剂用量，在增稠剂和非阳离子性表面活性剂的协同作用下形成稳定的乳液体系，经过长期储存后不易出现相分离，具极佳的贮存稳定性及高温脱气消泡性，本发明还提出了一种高碳醇乳化消泡剂的制备方法，操作简单、制备条件温和，制备出的高碳醇乳化消泡剂使用条件温和，能有效地消除有害泡沫，具有广谱适用性，可以用于造纸工业中的涂布、洗浆、污水处理以及涂料、淀粉加工行业。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高碳醇乳化消泡剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：高碳醇2～45%、有机烃0.2～45%、水溶性共聚物分散剂0.01～10%、水溶性醇0.02～5%、非阳离子型表面活性剂0.01～5%、增稠剂0.04～3%、余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种高碳醇乳化消泡剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：高碳醇30%、有机烃18%、水溶性共聚物分散剂7%、水溶性醇3.5%、非阳离子型表面活性剂4%、增稠剂0.05%、余量为水。

3.根据权利要求1所述的一种高碳醇乳化消泡剂，其特征在于，所述高碳醇为14个碳数以上，优选20个碳数以上的线性高碳醇。

4.根据权利要求1所述的一种高碳醇乳化消泡剂，其特征在于，所述有机烃为柴油、机油、煤油、白油、液体石蜡、矿脂、棕榈蜡、石蜡、蜂蜡、费托蜡、微晶蜡中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1所述的一种高碳醇乳化消泡剂，其特征在于，所述水溶性共聚物分散剂为丙烯酸-丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、马来酸酐-苯乙烯-C22脂肪酸共聚物、叔丁基丙烯酰胺与丙烯酸酯共聚物、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、马来酸酯与丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯-聚氧乙烯共聚物中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种高碳醇乳化消泡剂，其特征在于，所述水溶性醇为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙烯乙二醇、乙二醇单丁基醚、甘油、二甘油、三甘油、聚合度55以下的聚乙二醇、季戊四醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙基溶纤剂中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种高碳醇乳化消泡剂，其特征在于，所述非阳离子型表面活性剂为十六烷基二苯醚二磺酸钠、司盘80、吐温80、十二烷基二苯醚二磺酸钠、单甘脂、脂肪醇聚氧乙烯醚-25、十六烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚-9、OP-20、十二烷基硫酸钠、司盘60、吐温60、五聚甘油五油酸酯、硬脂酸聚氧乙烯醚-30、异构13醇聚氧乙烯醚-9中的一种或多种混合物。

8.根据权利要求1所述的一种高碳醇乳化消泡剂，其特征在于，所述增稠剂为韦兰胶、黄原胶、文莱胶、结冷胶、聚丙烯酸钠中的一种或多种混合物。

9.一种高碳醇乳化消泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述重量百分比的高碳醇、有机烃、水溶性共聚物分散剂、水溶性醇依次加入到反应釜中，边搅拌边升高温度至85～105℃，然后加入所述重量百分比的非阳离子型表面活性剂，继续搅拌8～15min；

S2、将所述重量百分比的水升温至70～90℃后，加入到步骤S1中的反应釜中，以400～600r/min的转速高速搅拌10～20min得乳液；

S3、待步骤S2中所得的乳液冷却至室温后，加入所述重量百分比的增稠剂，调节粘度至320～450cps，即得乳化消泡剂。