CN110548315A - 一种新型有机硅消泡剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型有机硅消泡剂，按照重量分数包括：二甲基硅油40～80份，二氧化硅气溶胶3～15份，Span‑Twin型混合乳化剂4～12份，稳定剂6～10份，去离子水900～1000份，增效剂0.1～0.3份。本发明将二甲基硅油和二氧化硅气溶胶在氮气下加热反应制备成气溶胶复合物，增强本发明消泡剂的削泡能力，且抑泡时间长、稳定性好，采用Span‑Twin型混合乳化剂，乳化效果好，采用很少量本发明消泡剂即可达到很强的破泡和抑泡作用，本发明的消泡剂生产工艺简单，制备成本低。

Description

一种新型有机硅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，特别涉及一种新型有机硅消泡剂及其制备方法。
背景技术
在许多生产过程中，由于各种不同原因，物料会产生大量泡沫，导致生产不能正常进行，增加能耗，降低生产效率，甚至影响产品质量。例如在生产抗菌素及维生素等药物时，利用微生物的发酵槽内会经常充满泡沫，不利菌体的培养，对菌体的分离、浓缩、产品分离等工艺过程都带来困难，最终导致产品分离和提纯困难，产品收率和质量下降。加入消泡剂是有效克服这些困难的有效方法。
有机硅消泡剂是消泡剂产品中重要的一个大类。主要的生产工艺是把聚二甲基硅氧烷与二氧化硅微粒，在高温下充分混合的硅油膏作为消泡、破泡主体，再Span和Tween类表面活性剂作复合乳化剂，配以适当的增稠剂作为稳定、分散剂制得的可在水相中很好分散的乳白色乳液状消泡剂。
硅油型消泡剂是一种性能优良的消泡剂，目前，市面上现有的硅油型消泡剂存在削泡能力弱、分散性慢，生产工艺复杂、稳定性差、抑泡时间短等问题，因此，亟需研发一种新型有机硅消泡剂。
发明内容
本发明提供一种新型有机硅消泡剂及其制备方法，具有削泡能力强，抑泡时间长，稳定性好，且生产工艺简单。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现：
本发明一方面，提供一种新型有机硅消泡剂，按照重量份数包括：二甲基硅油40～80份，二氧化硅气溶胶3～15份，Span-Twin型混合乳化剂4～12份，稳定剂6～10份，去离子水900～1000份，增效剂0.1～0.3份。
进一步地，所述一种新型有机硅消泡剂，按照重量分数包括：二甲基硅油50份，二氧化硅气溶胶5份，Span-Twin型混合乳化剂8份，稳定剂8份，防腐剂1份、去离子水930份、增效剂0.1份。
进一步地，所述二氧化硅气溶胶的比表面积大于或等于80～200m2/g。
进一步地，按重量分数还包括：防腐剂1～2份。
进一步地，所述Span-Twin型混合乳化剂中Span乳化剂与Twin乳化剂的质量比为2～6.5:2～5.5。
进一步地，所述稳定剂为羧甲基纤维素。
进一步地，所述增效剂为三氟三氯丙烯。
本发明另一方面，提供一种新型有机硅消泡剂的制备方法，包括如下步骤：
气溶胶复合物的制备：将二甲基硅油与二氧化硅气溶胶在氮气的保护下搅拌反应2～3h，温度为200～250℃；
初乳化物的制备：将去离子水和Span-Twin型混合乳化剂在50～70℃温度下搅拌反应1～2h，获得乳化剂溶解物，向所述乳化剂溶解物中加入气溶胶复合物搅拌反应，温度为60～70℃，反应2～3h，获得初乳化物；
有机硅消泡剂的制备：向初乳化物中加入稳定剂、防腐剂、增效剂，在60～70℃温度下搅拌反应1～2h，经过胶体磨机乳化，最终得到成型的有机硅消泡剂。
本发明的有益效果是：
本发明研制的新型消泡剂采用二甲基硅油和二氧化硅气溶胶作为消泡剂的主体材料，二甲基硅油和二氧化硅气溶胶具有协同效应，因此将二甲基硅油和二氧化硅气溶胶在氮气下加热反应制备成气溶胶复合物，增强本发明消泡剂的削泡能力，且抑泡时间长、稳定性好，采用Span-Twin型混合乳化剂，乳化效果好，用很少量的本发明消泡剂即可达到很强的破泡和抑泡作用，本发明的消泡剂生产工艺简单，制备成本低。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种新型有机硅消泡剂，按照重量分数包括：二甲基硅油50kg，二氧化硅气溶胶5kg，Span-Twin型混合乳化剂4kg，羧甲基纤维素6kg，防腐剂1kg、去离子水900kg，三氟三氯丙烯0.1kg。
二氧化硅气溶胶的比表面积为100m2/g。
Span-Twin型混合乳化剂中Span乳化剂与Twin乳化剂的质量比为3.5:2.5。
一种新型有机硅消泡剂的制备方法，包括如下步骤：
气溶胶复合物的制备：将50kg二甲基硅油与5kg二氧化硅气溶胶在氮气的保护下搅拌反应2h，温度为200℃；
初乳化物的制备：将900kg去离子水和Span-Twin型混合乳化剂在55℃温度下搅拌反应1h，获得乳化剂溶解物，向所述乳化剂溶解物中加入55kg气溶胶复合物搅拌反应，温度为60℃，反应2h，获得初乳化物；
有机硅消泡剂的制备：向初乳化物中加入6kg羧甲基纤维素、1kg防腐剂、0.1kg三氟三氯丙烯，在65℃温度下搅拌反应1h，经过胶体磨机乳化，最终得到成型的有机硅消泡剂。
产品为白色乳化液体，pH值：为6.5，密度为：1.010g/cm3，稳定性测试调节为离心机转速3000r/min，离心5min，不沉降，不分层，符合稳定性要求。
实施例2
一种新型有机硅消泡剂，按照重量分数包括：二甲基硅油60kg，二氧化硅气溶胶6kg，Span-Twin型混合乳化剂6kg，羧甲基纤维素8kg，防腐剂1.5kg，去离子水950kg，三氟三氯丙烯0.2kg。
二氧化硅气溶胶的比表面积为120m2/g。
Span-Twin型混合乳化剂中Span乳化剂与Twin乳化剂的质量比为4.5:3.0。
一种新型有机硅消泡剂的制备方法，包括如下步骤：
气溶胶复合物的制备：将60kg二甲基硅油与6kg二氧化硅气溶胶在氮气的保护下搅拌反应1.5h，温度为210℃；
初乳化物的制备：将950kg去离子水和6kg的Span-Twin型混合乳化剂在60℃温度下搅拌反应1h，获得乳化剂溶解物，向所述乳化剂溶解物中加入66kg气溶胶复合物搅拌反应，温度为65℃，反应2.5h，获得初乳化物；
有机硅消泡剂的制备：向初乳化物中加入8kg羧甲基纤维素、1.5kg防腐剂、0.1kg三氟三氯丙烯，在68℃温度下搅拌反应2h，经过胶体磨机乳化，最终得到成型的有机硅消泡剂。
产品为白色乳化液体，pH值：为6.7，密度为：1.012g/cm3，稳定性测试调节为离心机转速3000r/min，离心5min，不沉降，不分层，符合稳定性要求。
实施例3
一种新型有机硅消泡剂，按照重量分数包括：二甲基硅油65kg，二氧化硅气溶胶6.5kg，Span-Twin型混合乳化剂8kg，羧甲基纤维素7kg，防腐剂2kg，去离子水1000kg，三氟三氯丙烯0.2kg。
二氧化硅气溶胶的比表面积为120m2/g。
Span-Twin型混合乳化剂中Span乳化剂与Twin乳化剂的质量比为5.75:4.25。
一种新型有机硅消泡剂的制备方法，包括如下步骤：
气溶胶复合物的制备：将65kg二甲基硅油与6.5kg二氧化硅气溶胶在氮气的保护下搅拌反应1.5h，温度为230℃；
初乳化物的制备：将1000kg去离子水和8kg的Span-Twin型混合乳化剂在70℃温度下搅拌反应1.5h，获得乳化剂溶解物，向所述乳化剂溶解物中加入71.5kg气溶胶复合物搅拌反应，温度为68℃，反应2h，获得初乳化物；
有机硅消泡剂的制备：向初乳化物中加入7kg羧甲基纤维素、2kg防腐剂、0.2kg三氟三氯丙烯，在70℃温度下搅拌反应2h，经过胶体磨机乳化，最终得到成型的有机硅消泡剂。
产品为白色乳化液体，pH值：为6.6，密度为：1.013g/cm3，稳定性测试调节为离心机转速3000r/min，离心5min，不沉降，不分层，符合稳定性要求。
经过研究在制备气溶胶复合物时，当反应时间超过3h再增加反应时间没有实质性作用，当反应温度控制在210～250℃为合理的反应稳定，最佳反应温度为220℃，当反应温度低于210℃或高于250℃均不理想。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种新型有机硅消泡剂，其特征在于，按照重量分数包括：二甲基硅油40～80份，二氧化硅气溶胶3～15份，Span-Twin型混合乳化剂4～12份，稳定剂6～10份，去离子水900～1000份，增效剂0.1～0.3份。
2.根据权利要求1所述的新型有机硅消泡剂，其特征在于，所述一种新型有机硅消泡剂，按照重量分数包括：二甲基硅油50份，二氧化硅气溶胶5份，Span-Twin型混合乳化剂8份，稳定剂8份，防腐剂1份、去离子水930份、增效剂0.1份。
3.根据权利要求1所述的新型有机硅消泡剂，其特征在于，所述二氧化硅气溶胶的比表面积大于或等于80～200m2/g。
4.根据权利要求1所述的新型有机硅消泡剂，其特征在于，按重量分数还包括：防腐剂1～2份。
5.根据权利要求1所述的新型有机硅消泡剂，其特征在于，所述Span-Twin型混合乳化剂中Span乳化剂与Twin乳化剂的质量比为2～6.5:2～5.5。
6.根据权利要求1所述的新型有机硅消泡剂，其特征在于，所述稳定剂为羧甲基纤维素。
7.一种新型有机硅消泡剂的制备方法，包括如下步骤：
气溶胶复合物的制备：将二甲基硅油与二氧化硅气溶胶在氮气的保护下搅拌反应2～3h，温度为200～250℃；
初乳化物的制备：将去离子水和Span-Twin型混合乳化剂在50～70℃温度下搅拌反应1～2h，获得乳化剂溶解物，向所述乳化剂溶解物中加入气溶胶复合物搅拌反应，温度为60～70℃，反应2～3h，获得初乳化物；
有机硅消泡剂的制备：向初乳化物中加入稳定剂、防腐剂、增效剂，在60～70℃温度下搅拌反应1～2h，经过胶体磨机乳化，最终得到成型的有机硅消泡剂。
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