CN106621478A - 一种浅色矿物油消泡剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浅色矿物油消泡剂及其制备方法，消泡剂包含以下质量百分比的组分：载体70‑90％，主要消泡物质1‑15％，消泡助剂0‑10％，乳化剂2‑6％，其中载体为不含非饱和烃类的矿物油。经过升温‑保温‑降温反应，得到稳定性好色泽浅的混合物即为所制备的浅色矿物油类消泡剂。通过选择不易发生氧化反应的载体，同时控制反应温度来改善消泡剂的颜色，从色泽上提高了产品的品质，并且提高消泡剂的消泡性能，增强消泡剂的稳定性。本发明的制备方法简便，易于操作；产品的稳定性好，即使放置较长时间，也不会出现明显分层；产品用量少，效率高，性价比高。

Description

一种浅色矿物油消泡剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及消泡剂技术领域。更具体地，涉及一种浅色矿物油消泡剂及其制备方法。

背景技术

在许多生产过程中，泡沫会给生产带来许多麻烦，消灭有害的泡沫可以利用静置、减压(抽真空)、加温或加压等办法。但是当需要在短时间内，迅速而有效地消除泡沫时，就需要借助于添加消泡剂。目前消泡剂广泛应用于造纸、涂料、纺织、食品、制药及石油化工工业中，用量也在不断地增加，选择合适的消泡剂越来越受到各领域的重视。

水性涂料以水代替有机溶剂、以合成树脂代替植物油，不仅提高了涂料的性能、解决了涂料施工中溶剂挥发带来的危害，而且安全、卫生、价廉、环保，因此水性涂料生产技术得到了空前的重视与发展。由于在配方中不可避免地采用了各种添加剂(大多是表面活性剂)，水性涂料的泡沫问题极其显著,因此必须添加消泡剂。

水性涂料中用的消泡剂有矿物油类和有机硅类的，但是矿物油类的居多。

分辨一种消泡剂的好坏首先从涂料最终的表观状态，内部泡和油缩情况来考察。开罐效果越好，内部泡越少，油缩控制的越好，消泡剂的性能就越好。

另外，还需从消泡剂的外观，状态，分层情况考察。目前市场上畅销的矿物油类消泡剂普遍呈现出带黄色的，甚至颜色更深的黄褐色的。消泡剂颜色太黄会影响白色涂料的白度，添加在乳液中会影响乳液的颜色，显然在使用时选择颜色越浅的矿物油消泡剂更好。

因此，本发明提供了一种浅色矿物油消泡剂及其制备方法，主要通过选择不含不饱和烃类的载体，同时控制反应温度来改善消泡剂的颜色、稳定性和消泡效果，从而提高了产品的品质。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种浅色矿物油消泡剂。

本发明的另一个目的在于提供一种浅色矿物油消泡剂的制备方法。为了克服目前市场上矿物油消泡剂颜色深的缺点，本发明提供一种改善矿物油类消泡剂色泽的方法，该方法通过选择不含不饱和烃类的载体，同时控制反应温度来改善消泡剂的颜色，从色泽上提高了产品的品质，并且提高消泡剂的消泡性能，增强消泡剂的稳定性。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种浅色矿物油消泡剂，包含载体、主要消泡物质、消泡助剂和乳化剂，所述载体为不含非饱和烃类的矿物油；所述消泡剂组分的质量百分比为：载体70-90％，主要消泡物质1-15％，消泡助剂0-10％，乳化剂2-6％。

优选地，所述消泡剂的组分质量百分比为：载体75-90％，主要消泡物质2-15％，消泡助剂0-9％，乳化剂2.5-6％，采用该组分配比得到的消泡剂消泡效果更优。

优选地，所述矿物油选自白油、液蜡、煤油、柴油中的一种或多种。本发明选择不含不饱和烃类的矿物油来改善消泡剂的颜色。

优选地，所述矿物油为白油。本发明经过大量的实验证明，不含非饱和烃类的白油制备得到的消泡剂色泽最浅、性价比最高、消泡效果最明显。

优选地，所述主要消泡物质包括无机粒子、脂肪酸金属皂、脂肪酸酰胺和有机硅树脂；

优选地，所述无机粒子选自疏水二氧化硅、亲水二氧化硅、氧化铝或氧化镁中的一种或多种；优选地，所述无机粒子为比表面积为25-275m²/g的疏水二氧化硅；

优选地，所述脂肪酸金属皂选自脂肪酸的镁盐、钙盐、锌盐、铝盐中的一种或多种；优选地，所述脂肪酸铝盐选自单脂肪酸铝、双脂肪酸铝中的一种或多种；所述单脂肪酸铝与双脂肪酸铝的脂肪酸碳原子数为4-30，优选地原子数为7-23，特别优选地原子数为13-21。当碳原子在该范围时可进一步提高消抑泡性能；

优选地，所述脂肪酸酰胺是由碳原子数为6-26的脂肪酸和含氨基物质在催化剂作用下反应生成的酰胺；优选地，所述碳原子数为6-26的脂肪酸选自饱和的和不饱和的月桂树、棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、油酸中的一种或多种；优选地，所述含氨基物质为H₂N(CH₂)₂NH₂；

优选地，所述脂肪酸酰胺为由硬脂酸和乙二胺形成的乙撑双硬脂酸胺，其细度为350-800目。

优选地，所述主要消泡物质选自疏水二氧化硅、单硬脂酸铝、双硬脂酸铝、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)、油酸钙、油酸钾、聚醚改性硅油、二甲基硅油中的一种或多种。所述主要消泡物质从消泡原理来说，一方面选用无机粒子，起到刺泡物质，另一方面选用能降低体系表面张力的物质，再辅以优化的制备条件性能优异的消泡剂。

优选地，所述消泡助剂选自脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯、磷酸酯类化合物中的一种或多种；所述消泡助剂可以帮助提高消抑泡性能；

优选地，所述脂肪醇为含碳原子数2-20的脂肪醇，包括一元或多元醇；

优选地，所述脂肪醇为含碳原子数6-10的脂肪醇；

优选地，所述脂肪酸为脂肪酸或环式脂肪酸；

优选地，所述脂肪酸为含碳原子数2-15的脂肪酸；

优选地，所述脂肪酸酯是由一元或多元脂肪醇和长链脂肪酸反应生成的脂肪酸酯；

优选地，所述磷酸酯类化合物为阴离子型或非离子型，包括单月桂基磷酸酯、单十二烷基磷酸酯钾、月桂醇醚磷酸酯、月桂醇醚磷酸酯钾、聚氧乙烯单烷基磷酸酯、聚氧乙烯双烷基磷酸酯；

优选地，所述磷酸酯类化合物为单月桂基磷酸酯。

优选地，所述消泡助剂选自异辛醇、三乙醇胺、正辛醇、聚醚中的一种或多种，聚醚本身具有良好的消泡、抑泡功能，加入到本发明中能够提高消泡剂的性能。

优选地，所述乳化剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂；

优选地，所述乳化剂为非离子表面活性剂；

优选地，所述非离子表面活性剂选自油酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪胺化合物、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯(T-20)、聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯(T-40)、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯(T-60)、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯(T-80)、失水山梨醇单月桂酸酯(Span-20)、失水山梨醇单棕榈酸(Span-40)、失水山梨醇单硬脂酸酯(Span-60)、失水山梨醇单油酸酯(Span-80)中的一种或多种；

更优选地，所述非离子表面活性剂选自失水山梨醇单月桂酸酯(Span-20)、失水山梨醇单棕榈酸(Span-40)、失水山梨醇单硬脂酸酯(Span-60)、失水山梨醇单油酸酯(Span-80)中的一种或多种，这些表面活性剂作为优选乳化剂，能使消泡剂达到合适的亲水亲油值，从而保证消泡剂的稳定性和与水的相容性；

优选地，所述乳化剂为两种混合时，体系的亲水亲油平衡值为8-10.5，以保证消泡剂与水达成良好的相容性。

为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：

一种浅色矿物油消泡剂的制备方法，制备步骤如下：

1)按配比将主要消泡剂物质、消泡助剂和载体的40％～60％一起加入到反应容器中，搅拌均匀；

2)加热反应容器至100-160℃，并保温反应，保温反应1h以上；

3)保温完毕后，在搅拌条件下加入剩余的载体，然后将反应体系降温至55-90℃加入乳化剂，搅拌反应0.5-3h，得到稳定性好色泽浅的混合物即为所制备的矿物油类消泡剂。本发明的制备方法采用原料一体加入，进行一次升温-保温-降温反应的方法，该方法不仅简单方便，而且得到的产品稳定性和消泡效果更好。

本发明采用的制备方法步骤简单，方便易行，适于工业化生产；产品用量少，可以降低成本；生产效率高，最终得到的产品性价比高。

本发明的有益效果如下：

1)本发明通过选择不含不饱和烃类的载体，同时控制反应温度来改善消泡剂的颜色，从色泽上提高了产品的品质，并且提高消泡剂的消泡性能，增强消泡剂的稳定性。

2)本发明采用原料一体加入，进行一次升温-保温-降温反应的方法，制备方法简便，易于操作；产品的稳定性好，即使放置较长时间，也不会出现明显分层；产品用量少，效率高，性价比高。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

一种浅色矿物油消泡剂，包括以下质量百分比的组分：载体86％，主要消泡物质8％，乳化剂6％。制备方法为：

将1份疏水二氧化硅、2份单硬脂酸铝、1份双硬脂酸铝、4份聚醚改性硅油和40份不含不饱和烃类的15#白油一起加入反应烧瓶中，开启搅拌，缓慢升温，温度升到135℃，保温1.5h，停止加热，然后在搅拌条件下加入46份不含不饱和烃类的15#白油一起进行降温，待温度降至60℃后，加入2份Tween-80乳化剂和4份span-80乳化剂，将反应温度稳定在60℃下继续搅拌反应1.5h，反应完毕，将混合物过胶体磨即得浅色矿物油类消泡剂。

实施例2

一种浅色矿物油消泡剂，包括以下质量百分比的组分：载体90％，主要消泡物质4％，乳化剂6％。制备方法为：

将1.5份EBS(细度为800目)、2份单硬脂酸铝、0.5份双硬脂酸铝和40份不含不饱和烃类的液蜡一起加入反应烧瓶中，开启搅拌，缓慢升温，温度升到100℃，保温1.5h，停止加热，然后在搅拌条件下加入50份不含不饱和烃类的液蜡一起进行降温，待温度降至55℃后，加入2.5份Tween-80乳化剂和3.5份span-80乳化剂，将反应温度稳定在55℃下继续搅拌反应0.5h，反应完毕，将混合物过胶体磨即得浅色矿物油类消泡剂。

实施例3

一种浅色矿物油消泡剂，包括以下质量百分比的组分：载体70％，主要消泡物质14％，消泡助剂10％，乳化剂6％。制备方法为：

将8份单硬脂酸铝、6份双硬脂酸铝和40份不含不饱和烃类的煤油一起加入反应烧瓶中，开启搅拌，缓慢升温，温度升到160℃，保温2h，停止加热，然后在搅拌条件下加入30份不含不饱和烃类的煤油一起进行降温，待温度降至90℃后，加入10份异辛醇、2.5份Tween-60乳化剂和3.5份span-60乳化剂，将反应温度稳定在90℃下继续搅拌反应3h，反应完毕，将混合物过胶体磨即得浅色矿物油类消泡剂。

实施例4

一种浅色矿物油消泡剂，包括以下质量百分比的组分：载体86.5％，主要消泡物质2％，消泡助剂9％，乳化剂2.5％。制备方法为：

将1份单硬脂酸铝、1份双硬脂酸铝和40份不含不饱和烃类的15#白油一起加入反应烧瓶中，开启搅拌，缓慢升温，温度升到120℃，保温1.5h，停止加热，然后在搅拌条件下加入46.5份不含不饱和烃类的15#白油一起进行降温，待温度降至70℃后，加入9份聚醚、1份Span-40乳化剂和1.5份Span-80乳化剂，将反应温度稳定在70℃下继续搅拌反应2h，反应完毕，将混合物过胶体磨即得浅色矿物油类消泡剂。

实施例5

一种浅色矿物油消泡剂，包括以下质量百分比的组分：载体79％，主要消泡物质15％，消泡助剂4％，乳化剂2％。制备方法为：

将8份单硬脂酸铝、7份双硬脂酸铝和35份不含不饱和烃类的煤油一起加入反应烧瓶中，开启搅拌，缓慢升温，温度升到110℃，保温1.5h，停止加热，然后在搅拌条件下加入44份不含不饱和烃类的煤油一起进行降温，待温度降至65℃后，加入4份正辛醇、1份Span-20乳化剂和1份span-60乳化剂，将反应温度稳定在65℃下继续搅拌反应3h，反应完毕，将混合物过胶体磨即得浅色矿物油类消泡剂。

实施例6

一种浅色矿物油消泡剂，包括以下质量百分比的组分：载体75％，主要消泡物质10％，消泡助剂9％，乳化剂6％。制备方法为：

将5份单硬脂酸铝、5份双硬脂酸铝和35份不含不饱和烃类的柴油一起加入反应烧瓶中，开启搅拌，缓慢升温，温度升到150℃，保温2h，停止加热，然后在搅拌条件下加入40份不含不饱和烃类的柴油一起进行降温，待温度降至90℃后，加入9份正辛醇、3份Span-60乳化剂和3份Span-80乳化剂，将反应温度稳定在90℃下继续搅拌反应2h，反应完毕，将混合物过胶体磨即得浅色矿物油类消泡剂。

对比例1

一种矿物油消泡剂，制备方法同实施例1：

不同之处在于，将其中不含不饱和烃类的15#白油换成包含不饱和烃类的15#白油，得到矿物油消泡剂。

对比例2

一种矿物油消泡剂，组分含量同实施例1，不同之处在于其制备方法有所不同：

采用先分开获得混合物，再进行多次升温-保温-降温的反应的方法，将2份单硬脂酸铝、1份双硬脂酸铝和86份包含不饱和烃类的15#白油一起加入反应烧瓶中，开启搅拌，缓慢升温，温度升到135℃，保温1.5h，停止加热，再降温至60℃，获得白油混合物。

另将1份疏水二氧化硅和4份聚醚改性硅油加入烧瓶中，搅拌升温至135℃，保温1.5h，再降温至60℃与上述白油混合物混合并加入2份Tween-80乳化剂和4份span-80乳化剂，将反应温度稳定在60℃下继续搅拌反应1.5h，反应完毕，将混合物过胶体磨即得矿物油类消泡剂。

实施例7

消泡剂的性能测试方法：

1.样品来源：

将上述实施例1～3制得的矿物油类消泡剂与对比例1、对比例2制得的矿物油类消泡剂和诺普科NXZ进行对比。

2.测试方法：

(1)颜色对比

测试结果见表1：

表1消泡剂的颜色

(2)离心实验：

测试方法：在3000rpm的转速下离心15min，观察分层情况

测试结果见表2：

表2消泡剂的离心测试结果

(3)热储存稳定性

测试方法：取30ml样品于样品瓶中于55℃下烘24h，观察分层情况

测试结果见表3：

表3消泡剂的热储存稳定性

(4)消泡性能测试

测试方法：配置600g完全不加消泡剂的外墙乳胶漆，分别取100g乳胶漆，加入0.3％的消泡剂，在600rpm搅拌速度下搅拌20min，停止搅拌后用密度杯测涂料密度，密度数值越大说明消泡剂消泡效果越好。

测试结果见表4：

表4消泡剂的消泡效果

通过上述实验，可以看出本发明采用了不含不饱和烃类的矿物油，不仅能改善矿物油消泡剂的色泽，并且保持消泡剂的消泡性能，提高消泡剂的稳定性。此外多次升温-保温-降温会破坏产品的稳定性，并导致消泡效果下降，而本发明的制备方法采用原料一体加入，进行一次升温-保温-降温反应的方法，该方法不仅简单方便，而且得到的产品稳定性和消泡效果更好。

结论：本发明采用了不含不饱和烃类的矿物油，并且采用原料一体加入，进行一次升温-保温-降温反应的方法，不仅改进了配方，而且对制备方法进行了改进，上述技术方案相互配合，协同作用，使得得到的产品不仅稳定性好，颜色浅，消泡效果好，而且方法简单易行，易于工业化。缺少上述任一条件都会导致本发明的产品在改善颜色、消泡效果和稳定性等方面都会有所欠缺，因此只有采用本发明的技术方案，才能得到最佳的效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种浅色矿物油消泡剂，其特征在于，所述消泡剂包含载体、主要消泡物质、消泡助剂和乳化剂，所述载体为不含非饱和烃类的矿物油；所述消泡剂组分的质量百分比为：载体70-90％，主要消泡物质1-15％，消泡助剂0-10％，乳化剂2-6％。

2.根据权利要求1所述的一种浅色矿物油消泡剂，其特征在于，所述消泡剂的组分质量百分比为：载体75-90％，主要消泡物质2-15％，消泡助剂0-9％，乳化剂2.5-6％。

3.根据权利要求1所述的一种浅色矿物油消泡剂，其特征在于，所述矿物油选自白油、液蜡、煤油、柴油中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种浅色矿物油消泡剂，其特征在于，所述主要消泡物质选自疏水二氧化硅、单硬脂酸铝、双硬脂酸铝、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)、油酸钙、油酸钾、聚醚改性硅油、二甲基硅油中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种浅色矿物油消泡剂，其特征在于，所述消泡助剂选自异辛醇、三乙醇胺、正辛醇、聚醚中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种浅色矿物油消泡剂，其特征在于，所述乳化剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸、失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的一种浅色矿物油消泡剂，其特征在于，所述乳化剂为两种混合时，体系的亲水亲油平衡值为8-10.5。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种浅色矿物油消泡剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)按配比将主要消泡剂物质、消泡助剂和载体的40％～60％一起加入到反应容器中，搅拌均匀；

2)加热反应容器至反应温度，并保温反应；

3)保温完毕后，在搅拌条件下加入剩余的载体，然后将反应体系降温至55-90℃加入乳化剂，搅拌反应0.5-3h，得到稳定性好色泽浅的混合物即为所制备的浅色矿物油类消泡剂。

9.根据权利要求8所述的一种浅色矿物油消泡剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述反应温度为100-160℃。

10.根据权利要求8所述的一种浅色矿物油消泡剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述保温反应时间在1h以上。