CN108905306A - 一种有机硅消泡剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种有机硅消泡剂，按全部成分1000重量份计，50‑500份聚三氟丙基甲基硅氧烷；0‑100份聚二甲基硅氧烷；3‑15份白炭黑；5‑15份乳化剂；余量为水。具体步骤：有机硅消泡成分与白炭黑混合得到硅膏。将硅膏、乳化剂、水制备成有机硅消泡剂乳液。聚三氟丙基甲基硅氧烷具有更低的表面能，因此，较常规甲基硅油制备的消泡剂而言，聚三氟丙基甲基硅氧烷的加入降低了消泡体系的表面张力，提高的消泡剂的消泡和抑泡功能。又因甲基硅油在油相中有一定的溶解性，氟烃基的加入使得消泡剂不易溶解于油相体系，增加了有机硅消泡剂的使用体系范围。

Description

一种有机硅消泡剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种消泡剂及其制备方法，特别涉及一种有机硅的消泡剂及其制备方法。
背景技术
在纺织上浆、食品发酵、生物医药、石油、化工、涂料等行业的生产过程中容易产生有害泡沫，如果不及时消除这些有害泡沫，会严重影响生产效率和产品的质量。目前消泡的方法主要有物理法和化学法。物理法主要包括改变起泡体系的温度、迅速改变体系的压力、使泡沫液膜的两侧产生压力差。化学法则是向体系中加入消泡剂，通过改变泡沫的表面膜强度和表面膜张力，从而达到泡沫破裂的效果。物理法只能短时间的除去有害泡沫，因此工业上常用化学法消泡。常用的化学法为向体系中加入消泡剂，有机硅消泡剂和一般消泡剂相比表面张力小，消泡能力强，化学稳定性高，不易与起泡介质发生化学反应，所以被广泛应用。
CN104225965A提供了一种有机硅消泡剂及其制备方法，主要是将聚二甲基硅氧烷与高沸硅油复配，然后将复配后的硅油乳化后得到有机硅消泡剂。CN106621480A提供了一种工业用有机硅消泡剂，主要是将有消泡性能的聚二甲基硅氧烷与其他一些助剂进行混合，混合后得到有机硅消泡剂。上述两种消泡剂为常用有机硅消泡剂的类型，这两类有机硅消泡剂主要消泡物质为聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷虽然具有较低的表面能，消泡效果较好，但仍存在表面能更低的、消泡效果更好消泡物质，且CN106621480A中提供的消泡剂在油相体系中具有一定的溶解性，因此不能使用于油相体系。
发明内容
相对于聚二甲基硅氧烷而言，聚三氟丙基甲基硅氧烷制备的有机硅消泡剂具有更低的表面能，因此消泡和抑泡性能更好。同时，含氟烃基难溶于油相体系，这使得聚三氟丙基甲基硅氧烷消泡剂能更好的使用于油相体系。为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种有机硅消泡剂，按全部成分1000重量份计，50-500份聚三氟丙基甲基硅氧烷；0-100份聚二甲基硅氧烷；3-15份白炭黑；5-15份乳化剂；余量为水。
聚三氟丙基甲基硅氧烷粘度为100mPa.s～1000mPa.s。
聚二甲基硅氧烷粘度为100mPa.s～1000mPa.s。
白炭黑为气相白炭黑，其比表面积为150-200m2/g。
乳化剂为非离子型乳化剂。选择司班-80、吐温-80、NP-4、NP-10中一种或几种，乳化剂的HLB＝5～15。
所述水选择蒸馏水、去离子水、超纯水的一种
一种有机硅消泡剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)在反应釜中加入聚三氟丙基甲基硅氧烷以及聚二甲基硅氧烷，再向反应釜中加入白炭黑，温度为100-150℃，搅拌速度为100-500r/min，搅拌2-4h，制得硅膏。
(2)取制备好的硅膏置于反应釜中，边搅拌边加入乳化剂，搅拌速度2500-3500r/min。随后加入水，60-80℃乳化30-60min，得到有机硅消泡剂乳液。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
(1)聚三氟丙基甲基硅氧烷比常规使用的聚二甲基硅氧烷具有更低的表面能，因此聚三氟丙基甲基硅氧烷的加入使得有机硅消泡剂具有更好的消泡和抑泡效果。
(2)聚二甲基硅氧烷制备的有机硅消泡剂在油相中有一定的溶解性，因此不能使用于油相体系，而氟丙基的加入降低的消泡剂在油相体系中的溶剂性，因此聚三氟丙基甲基硅氧烷制备的消泡剂能使用于油相体系。
(3)本发明将聚三氟丙基甲基硅氧烷与聚二甲基硅氧烷进行复配提高了消泡和抑泡效果，相对于单独使用聚三氟丙基甲基硅氧烷制备的消泡剂而言，降低了成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
实施例1
(1)将90g聚三氟丙基甲基硅氧烷及聚二甲基硅氧烷5g置于反应釜中，聚三氟丙基甲基硅氧烷的粘度为500mPa.s，温度设定为120℃，搅拌速度为300r/min，再缓慢的向硅油中加入5g气相法白炭黑(比表面积为150m2/g)，搅拌3h，制得硅膏。
(2)取制备好的100g硅膏置于反应釜中，反应温度设定为65℃，将司班-80和吐温-80进行复配，其中司班-80质量为42.5g，吐温-80质量为27.5g。将复配好的乳化剂缓慢加入硅油中，乳化机的转速为3000r/min，乳化剂添加完毕后，将830g的水缓慢加入到反应釜中，乳化40min后，得到有机硅消泡剂。
实施例2
(1)将84g聚三氟丙基甲基硅氧烷及聚二甲基硅氧烷8g置于反应釜中，聚三氟丙基甲基硅氧烷的粘度为500mPa.s，温度设定为150℃，搅拌速度为300r/min，再缓慢的向硅油中加入8g气相法白炭黑(比表面积为200m2/g)，搅拌3h，制得硅膏。
(2)取制备好的100g硅膏置于反应釜中，反应温度设定为70℃，将司班-80和吐温-80进行复配，其中司班-80质量为42.5g，吐温-80质量为27.5g。将复配好的乳化剂缓慢加入硅油中，乳化机的转速为3000r/min，乳化剂添加完毕后，将830g的水缓慢加入到反应釜中，乳化60min后，得到有机硅消泡剂。
实施例3
(1)将85g聚三氟丙基甲基硅氧烷与10g聚二甲基硅氧烷置于反应釜中，聚三氟丙基甲基硅氧烷与二甲基硅油的粘度均为500mPa.s，温度设定为120℃，搅拌速度为300r/min，再缓慢的向硅油中加入5g气相法白炭黑(比表面积为150m2/g)，搅拌3h，制得硅膏。
(2)取制备好的100g硅膏置于反应釜中，反应温度设定为65℃，将司班-80和吐温-80进行复配，其中司班-80质量为42.5g，吐温-80质量为27.5g。将复配好的乳化剂缓慢加入硅油中，乳化机的转速为3000r/min，乳化剂添加完毕后，将830g水缓慢加入到反应釜中，乳化40min后，得到有机硅消泡剂。
实施例4
(1)将170g聚三氟丙基甲基硅氧烷与20g聚二甲基硅氧烷置于反应釜中，聚三氟丙基甲基硅氧烷与二甲基硅油的粘度均为500mPa.s，温度设定为120℃，搅拌速度为300r/min，再缓慢的向硅油中加入10g气相法白炭黑(比表面积为200m2/g)，搅拌3h，制得硅膏。
(2)取制备好的200g硅膏置于反应釜中，反应温度设定为65℃，将司班-80和吐温-80进行复配，其中司班-80质量为85g，吐温-80质量为55g。将复配好的乳化剂缓慢加入硅油中，乳化机的转速为3000r/min，乳化剂添加完毕后，将660g的水缓慢加入到反应釜中，乳化40min后，得到有机硅消泡剂。
对比例1
(1)将95g聚二甲基硅氧烷置于反应釜中，聚二甲基硅氧烷的粘度为500mPa.s，温度设定为120℃，搅拌速度为300r/min，再缓慢的向硅油中加入5g气相法白炭黑，搅拌3h，制得硅膏。
(2)取制备好的100g硅膏置于反应釜中，反应温度设定为65℃，将司班-80和吐温-80进行复配，其中司班-80质量为42.5g，吐温-80质量为27.5g。将复配好的乳化剂缓慢加入硅油中，乳化机的转速为3000r/min，乳化剂添加完毕后，将830g的水缓慢加入到反应釜中，乳化40min后，得到有机硅消泡剂。
对比例2
(1)将190g聚二甲基硅氧烷置于反应釜中，聚二甲基硅氧烷的粘度为500mPa.s，温度设定为120℃，搅拌速度为300r/min，再缓慢的向硅油中加入10g气相法白炭黑，搅拌3h，制得硅膏。
(2)取制备好的200g硅膏置于反应釜中，反应温度设定为65℃，将司班-80和吐温-80进行复配，其中司班-80质量为85g，吐温-80质量为55g。将复配好的乳化剂缓慢加入硅油中，乳化机的转速为3000r/min，乳化剂添加完毕后，将660g的水缓慢加入到反应釜中，乳化40min后，得到有机硅消泡剂。
本发明的消泡剂进行检测，主要数据如下：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
消泡性能/s 9 7 6 5 13 10
抑泡性能/mL 285 280 275 245 305 290
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种有机硅消泡剂，其特征在于：按全部成分1000重量份计，50-500份聚三氟丙基甲基硅氧烷；10-100份聚二甲基硅氧烷；3-15份白炭黑；5-15份乳化剂；余量为水。
2.如权利要求1所述的有机硅消泡剂，其特征在于：聚三氟丙基甲基硅氧烷粘度为100mPa.s～1000mPa.s。
3.如权利要求1所述的有机硅消泡剂，其特征在于：聚二甲基硅氧烷粘度为100mPa.s～1000mPa.s。
4.如权利要求1所述的有机硅消泡剂，其特征在于：白炭黑为气相白炭黑，其比表面积为150-200m2/g。
5.如权利要求1所述的有机硅消泡剂，其特征在于：乳化剂为非离子型乳化剂，选择司班-80、吐温-80、NP-4、NP-10中一种或几种，乳化剂的HLB=5~15。
6.如权利要求1所述的有机硅消泡剂，其特征在于：所述水选择蒸馏水、去离子水、超纯水中的一种。
7.如权利要求1-6任一项所述的有机硅消泡剂的制备方法，包括步骤如下：
（1）在反应釜中加入聚三氟丙基甲基硅氧烷以及聚二甲基硅氧烷，再向反应釜中加入白炭黑，温度为100-150℃，搅拌速度为100-500r/min，搅拌2-4h，制得硅膏；
（2）取制备好的硅膏置于反应釜中，边搅拌边加入乳化剂，搅拌速度为2500-3500r/min，随后加入水，60-80℃乳化30-60min，得到有机硅消泡剂。
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