CN106283862A - 一种造纸用消泡剂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种造纸用消泡剂组合物及其制备方法，造纸用消泡剂组合物按照重量份的原料包括第一组分和第二组分，第一组分按照重量份的原料包括脂肪酸金属皂、脂肪酸酰胺、高碳脂肪酸封端聚醚酯、高碳脂肪酸脂、乙基乙烯基醚、十二烷基磺酸钠、疏水白炭黑、乳化剂和分散剂，第二组分按照重量份的原料包括有机硅树脂、二甲基硅油、赖氨酸、脂肪酸聚乙二醇、二氧化硅、碳酸钠和氯化钙。本发明制备工艺简单、成本低，粘度小，容易乳化分散，氯化钙的无机纳米粒子可以抑制体系中无机组分的气泡的产生，从而可以迅速消除无机物和有机物混合体系中产生的泡沫，加速脱水过程，并改善纸浆洗涤效果，减少用水量，无后期污染，改善纸浆质量。

Description

一种造纸用消泡剂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及造纸化学品技术领域，具体是一种造纸用消泡剂组合物及其制备方法。

背景技术

在造纸过程中，由于在制浆及抄纸上网前需要使用许多具有表面活性功能的助剂（如洗涤剂、助流剂、湿强剂、施胶剂等），再加上纸浆本身具有的木质素与树脂等同样会充当表面活性剂的角色，使得纸浆容易起泡。同时网部脱水、泵送过程、唇板喷浆、桨池搅拌等机械过程会引入大量空气，也是造成浆液起泡的主要原因。泡沫会产生许多危害：1）造成纸孔隙率增加，影响纸张品质；2）泵送能耗增加，严重影响生产效率；3）由于漫溢，造成原料浪费；4）易污染环境，危害工人健康。因此，常在造纸过程中加入消泡剂，从而有效减少纸浆的泡沫含量，这也是造纸技术质量的关键之一。

消泡剂的作用分为消泡和抑泡。泡沫产生后，当消泡剂接触到泡沫时立即与泡沫表面的憎水段分子作用，形成双膜层。消泡剂的表面张力很低，被周围表面张力大的起泡膜层牵引会造成气泡应力的不平衡，从而使气泡破裂。如果泡沫还未产生，消泡剂能够以微粒的形式渗入即将起泡的体系中，破坏气泡的弹性膜，从而抑制其形成。

然而在制浆过程中需要用到多种无机物和有机物，无机物和有机物的混合使泡沫难以消除，很难找到适用于无机物和有机物混合体系的消泡剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉的造纸用消泡剂组合物及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种造纸用消泡剂组合物，按照重量份的原料包括：第一组分50-80份、第二组分40-60份，所述第一组分按照重量份的原料包括：脂肪酸金属皂20-30份、脂肪酸酰胺12-20份、高碳脂肪酸封端聚醚酯5-8份、高碳脂肪酸脂5-8份、乙基乙烯基醚3-4份、十二烷基磺酸钠2-4份、疏水白炭黑2-4份、乳化剂0.5-1份、分散剂0.5-1份，所述第二组分按照重量份的原料包括：有机硅树脂15-25份、二甲基硅油10-12份、赖氨酸6-8份、脂肪酸聚乙二醇3-5份、二氧化硅3-4份、碳酸钠2-4份、氯化钙1-2份。

作为本发明进一步的方案：所述造纸用消泡剂组合物，按照重量份的原料包括：第一组分64.5份、第二组分50份，所述第一组分按照重量份的原料包括：脂肪酸金属皂25份、脂肪酸酰胺16份、高碳脂肪酸封端聚醚酯7份、高碳脂肪酸脂6份、乙基乙烯基醚3.5份、十二烷基磺酸钠3份、疏水白炭黑3份、乳化剂0.5份、分散剂0.5份，所述第二组分按照重量份的原料包括：有机硅树脂20份、二甲基硅油11份、赖氨酸7份、脂肪酸聚乙二醇4份、二氧化硅3.5份、碳酸钠3份、氯化钙1.5份。

作为本发明进一步的方案：所述乳化剂为烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基酰胺磺酸盐、十八烷酸盐、聚氧乙烯烷基醚或多氧乙烯多元醇醚。

作为本发明再进一步的方案：所述疏水白炭黑的平均粒径为1-5μm，表面积为100-300m²/g。

所述造纸用消泡剂组合物的制备方法，具体步骤如下：

（1）取料：按照重量份称取各原料；

（2）制备第一组分：将脂肪酸金属皂和脂肪酸酰胺加入至第一反应容器中，加热至45-55℃，开启搅拌器以30-50r/min的转速进行搅拌，缓慢加入高碳脂肪酸封端聚醚酯并搅拌均匀，继续加入高碳脂肪酸脂，继续搅拌保温反应1-2h，加入乙基乙烯基醚、疏水白炭黑和十二烷基磺酸钠，继续搅拌保温反应45-55min后降温至25-30℃，加入乳化剂和分散剂继续搅拌反应15-25min后得到第一组分；

（3）制备第二组分：将二甲基硅油加入至第二反应容器中，加热至55-65℃，开动搅拌器以30-50r/min的转速进行搅拌，缓慢加入二氧化硅，继续搅拌保温反应1-2h，把第二反应容器的温度下降至45-55℃，加入有机硅树脂、赖氨酸、脂肪酸聚乙二醇和氯化钙，继续搅拌反应2-3h，最后加入碳酸钠，调节第二反应容器中的pH值至8-9得到第二组分；

（4）制备成品：将第一组分和第二组分放置在三叶推进式搅拌器中搅拌0.5-1h后，保温2-3h得到消泡剂成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明制备工艺简单、成本低，粘度小，容易乳化分散，氯化钙的无机纳米粒子可以抑制体系中无机组分的气泡的产生，从而可以迅速消除无机物和有机物混合体系中产生的泡沫，加速脱水过程，并改善纸浆洗涤效果，减少用水量，无后期污染，改善纸浆质量，实现利润更高，更加环保的纸浆生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

本发明实施例中，一种造纸用消泡剂组合物，按照重量份的原料包括：第一组分50份、第二组分40份，所述第一组分按照重量份的原料包括：脂肪酸金属皂20份、脂肪酸酰胺12份、高碳脂肪酸封端聚醚酯5份、高碳脂肪酸脂5份、乙基乙烯基醚3份、十二烷基磺酸钠2份、疏水白炭黑2份、烷基硫酸盐0.5、分散剂0.5份，所述第二组分按照重量份的原料包括：有机硅树脂15份、二甲基硅油10份、赖氨酸6份、脂肪酸聚乙二醇3份、二氧化硅3份、碳酸钠2份、氯化钙1份，所述疏水白炭黑的平均粒径为1μm，表面积为100m²/g。

所述造纸用消泡剂组合物的制备方法，具体步骤如下：

（1）取料：按照重量份称取各原料；

（2）制备第一组分：将脂肪酸金属皂和脂肪酸酰胺加入至第一反应容器中，加热至45℃，开启搅拌器以30r/min的转速进行搅拌，缓慢加入高碳脂肪酸封端聚醚酯并搅拌均匀，继续加入高碳脂肪酸脂，继续搅拌保温反应1h，加入乙基乙烯基醚、疏水白炭黑和十二烷基磺酸钠，继续搅拌保温反应45min后降温至25℃，加入烷基硫酸盐和分散剂继续搅拌反应15min后得到第一组分；

（3）制备第二组分：将二甲基硅油加入至第二反应容器中，加热至55℃，开动搅拌器以30r/min的转速进行搅拌，缓慢加入二氧化硅，继续搅拌保温反应1h，把第二反应容器的温度下降至45℃，加入有机硅树脂、赖氨酸、脂肪酸聚乙二醇和氯化钙，继续搅拌反应2h，最后加入碳酸钠，调节第二反应容器中的pH值至8得到第二组分；

（4）制备成品：将第一组分和第二组分放置在三叶推进式搅拌器中搅拌0.5h后，保温2h得到消泡剂成品。

实施例2

本发明实施例中，一种造纸用消泡剂组合物，按照重量份的原料包括：第一组分64.5份、第二组分50份，所述第一组分按照重量份的原料包括：脂肪酸金属皂25份、脂肪酸酰胺16份、高碳脂肪酸封端聚醚酯7份、高碳脂肪酸脂6份、乙基乙烯基醚3.5份、十二烷基磺酸钠3份、疏水白炭黑3份、烷基磷酸盐0.5份、分散剂0.5份，所述第二组分按照重量份的原料包括：有机硅树脂20、二甲基硅油11份、赖氨酸7份、脂肪酸聚乙二醇4份、二氧化硅3.5份、碳酸钠3份、氯化钙1.5份，所述疏水白炭黑的平均粒径为3μm，表面积为200m²/g。

所述造纸用消泡剂组合物的制备方法，具体步骤如下：

（1）取料：按照重量份称取各原料；

（2）制备第一组分：将脂肪酸金属皂和脂肪酸酰胺加入至第一反应容器中，加热至50℃，开启搅拌器以40r/min的转速进行搅拌，缓慢加入高碳脂肪酸封端聚醚酯并搅拌均匀，继续加入高碳脂肪酸脂，继续搅拌保温反应1.5h，加入乙基乙烯基醚、疏水白炭黑和十二烷基磺酸钠，继续搅拌保温反应50min后降温至28℃，加入烷基磷酸盐和分散剂继续搅拌反应20min后得到第一组分；

（3）制备第二组分：将二甲基硅油加入至第二反应容器中，加热至60℃，开动搅拌器以40r/min的转速进行搅拌，缓慢加入二氧化硅，继续搅拌保温反应1.5h，把第二反应容器的温度下降至50℃，加入有机硅树脂、赖氨酸、脂肪酸聚乙二醇和氯化钙，继续搅拌反应2.5h，最后加入碳酸钠，调节第二反应容器中的pH值至8.5得到第二组分；

（4）制备成品：将第一组分和第二组分放置在三叶推进式搅拌器中搅拌0.8h后，保温2.5h得到消泡剂成品。

实施例3

本发明实施例中，一种造纸用消泡剂组合物，按照重量份的原料包括：第一组分80份、第二组分60份，所述第一组分按照重量份的原料包括：脂肪酸金属皂30份、脂肪酸酰胺20份、高碳脂肪酸封端聚醚酯8份、高碳脂肪酸脂8份、乙基乙烯基醚4份、十二烷基磺酸钠4份、疏水白炭4份、烷基酰胺磺酸盐1份、分散剂1份，所述第二组分按照重量份的原料包括：有机硅树脂25份、二甲基硅油12份、赖氨酸8份、脂肪酸聚乙二醇5份、二氧化硅4份、碳酸钠4份、氯化钙2份，所述疏水白炭黑的平均粒径为5μm，表面积为300m²/g。

所述造纸用消泡剂组合物的制备方法，具体步骤如下：

（1）取料：按照重量份称取各原料；

（2）制备第一组分：将脂肪酸金属皂和脂肪酸酰胺加入至第一反应容器中，加热至55℃，开启搅拌器以50r/min的转速进行搅拌，缓慢加入高碳脂肪酸封端聚醚酯并搅拌均匀，继续加入高碳脂肪酸脂，继续搅拌保温反应2h，加入乙基乙烯基醚、疏水白炭黑和十二烷基磺酸钠，继续搅拌保温反应55min后降温至30℃，加入烷基酰胺磺酸盐和分散剂继续搅拌反应25min后得到第一组分；

（3）制备第二组分：将二甲基硅油加入至第二反应容器中，加热至65℃，开动搅拌器以50r/min的转速进行搅拌，缓慢加入二氧化硅，继续搅拌保温反应2h，把第二反应容器的温度下降至55℃，加入有机硅树脂、赖氨酸、脂肪酸聚乙二醇和氯化钙，继续搅拌反应3h，最后加入碳酸钠，调节第二反应容器中的pH值至9得到第二组分；

（4）制备成品：将第一组分和第二组分放置在三叶推进式搅拌器中搅拌1h后，保温3h得到消泡剂成品。

本发明制备工艺简单、成本低，粘度小，容易乳化分散，氯化钙的无机纳米粒子可以抑制体系中无机组分的气泡的产生，从而可以迅速消除无机物和有机物混合体系中产生的泡沫，加速脱水过程，并改善纸浆洗涤效果，减少用水量，无后期污染，改善纸浆质量，实现利润更高，更加环保的纸浆生产。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1. 一种造纸用消泡剂组合物，其特征在于，按照重量份的原料包括：第一组分50-80份、第二组分40-60份，所述第一组分按照重量份的原料包括：脂肪酸金属皂20-30份、脂肪酸酰胺12-20份、高碳脂肪酸封端聚醚酯5-8份、高碳脂肪酸脂5-8份、乙基乙烯基醚3-4份、十二烷基磺酸钠2-4份、疏水白炭黑2-4份、乳化剂0.5-1份、分散剂0.5-1份，所述第二组分按照重量份的原料包括：有机硅树脂15-25份、二甲基硅油10-12份、赖氨酸6-8份、脂肪酸聚乙二醇3-5份、二氧化硅3-4份、碳酸钠2-4份、氯化钙1-2份。

2.根据权利要求1所述的造纸用消泡剂组合物，其特征在于，按照重量份的原料包括：第一组分64.5份、第二组分50份，所述第一组分按照重量份的原料包括：脂肪酸金属皂25份、脂肪酸酰胺16份、高碳脂肪酸封端聚醚酯7份、高碳脂肪酸脂6份、乙基乙烯基醚3.5份、十二烷基磺酸钠3份、疏水白炭黑3份、乳化剂0.5份、分散剂0.5份，所述第二组分按照重量份的原料包括：有机硅树脂20份、二甲基硅油11份、赖氨酸7份、脂肪酸聚乙二醇4份、二氧化硅3.5份、碳酸钠3份、氯化钙1.5份。

3.根据权利要求1-2任一所述的造纸用消泡剂组合物，其特征在于，所述乳化剂为烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基酰胺磺酸盐、十八烷酸盐、聚氧乙烯烷基醚或多氧乙烯多元醇醚。

4.根据权利要求1-2任一所述的造纸用消泡剂组合物，其特征在于，所述疏水白炭黑的平均粒径为1-5μm，表面积为100-300m²/g。

5.一种如权利要求1-2任一所述的造纸用消泡剂组合物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）取料：按照重量份称取各原料；

（2）制备第一组分：将脂肪酸金属皂和脂肪酸酰胺加入至第一反应容器中，加热至45-55℃，开启搅拌器以30-50r/min的转速进行搅拌，缓慢加入高碳脂肪酸封端聚醚酯并搅拌均匀，继续加入高碳脂肪酸脂，继续搅拌保温反应1-2h，加入乙基乙烯基醚、疏水白炭黑和十二烷基磺酸钠，继续搅拌保温反应45-55min后降温至25-30℃，加入乳化剂和分散剂继续搅拌反应15-25min后得到第一组分；

（3）制备第二组分：将二甲基硅油加入至第二反应容器中，加热至55-65℃，开动搅拌器以30-50r/min的转速进行搅拌，缓慢加入二氧化硅，继续搅拌保温反应1-2h，把第二反应容器的温度下降至45-55℃，加入有机硅树脂、赖氨酸、脂肪酸聚乙二醇和氯化钙，继续搅拌反应2-3h，最后加入碳酸钠，调节第二反应容器中的pH值至8-9得到第二组分；

（4）制备成品：将第一组分和第二组分放置在三叶推进式搅拌器中搅拌0.5-1h后，保温2-3h得到消泡剂成品。