CN114602214B - 一种生物基消泡剂 - Google Patents

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Abstract

本发明通过在生物基载体中引入特种结构的聚醚改性聚硅氧烷、特殊改性的二氧化硅、生物蜡和生物基表面活性剂制备了生物基消泡剂。通过特种结构的聚醚改性聚硅氧烷、特殊改性的二氧化硅、生物蜡和生物基表面活性剂的加入，控制特种结构的聚醚改性聚硅氧烷和特殊改性的二氧化硅比例，使得制备的生物基消泡剂具有使用加量少、相容性好和消泡性优的特性。

Description

一种生物基消泡剂
技术领域
本发明涉及一种生物基消泡剂，更准确的说本发明涉及一种绿色环保可再生可降解、相容性和消泡性能达到平衡的一种生物基消泡剂，隶属于精细化工制剂技术领域。
背景技术
在工业生产和施工，多含涉及用水的工序，会使用各种表面活性剂作分散、润湿和清洗的作用，从而导致产生大量泡沫且泡沫趋于稳定，机械方法难以消泡。其中在水性涂料的实际生产和施工过程中，添加矿物油类消泡剂，在和其他类型消泡剂(包括硅油类、聚醚类和脂肪醇类)的对比过程中，在同时满足消泡性和相容性的情况下，矿物油消泡剂具有较大优势，且价格优势明显，所以被广泛使用。
在食品安全法提出后，相关行业逐渐对有机烃等残留物的含量进行了严格限制，从而不得不寻找可以替代矿物油作为载体的油相或者消泡剂配方，来满足对环保和安全的要求。同时，因为世界经济的高速发展，对于石油的使用量大幅增加，石油储量在逐年减少，且石油作为不可再生资源，往往会限制相关行业的持续发展。由于石油制品的难降解性，长期使用会严重破坏我们生存的自然环境。
在这一形势下，促使大量关于生物基消泡剂的研究，其中专利CN102027077A描述了一种聚烷基乙烯基醚接枝共聚物的无硅消泡剂，对于广泛范围内的涂料体系如醇酸树脂、透明涂料、合成脂肪酸、(甲基)丙烯酸等具有良好的消泡性能；专利CN104120624A描述了一种生物载体作为消泡活性成分制备的乳液型消泡剂；专利CN104307215A描述了一种植物油改性消泡剂及其制备方法，以环氧植物油、饱和脂肪一元醇、环氧乙烷和环氧丙烷为原料，在催化剂的作用下发生开环聚合反应，得到植物油改性消泡剂，从而降低对石油产品的依赖；专利CN104606926A描述了一种硅氧烷改性植物油高分子聚醚消泡剂，改善了植物油消泡剂亲水性差、破泡率低的缺点，乳液性能稳定，水分散性能好，无毒无生理活性，为绿色环保型消泡剂的合成提供新的思路；专利CN105983252A描述了一种用植物油、消泡物质、消泡助剂、乳化剂制备的植物油型消泡剂；专利CN106267911A描述了一种植物基有机硅消泡剂的制备方法，以稻壳灰为有机硅源，易于获得，将玉米油环氧改性作天然油脂添加剂，将硅元素引入植物油的分子链中，不仅消泡性能好，且在抑制泡沫能力好；专利CN110327665A描述了一种通过植物油原料共聚的合成方式，并引入纳米材料基团改变聚合物结构，不使用传统乳化剂、甲醛、硅油等有害物质，改善了通用性和耐候性。
上述专利采用生物载体替代矿物油的方法实现对环保可降解的要求，然后通过添加各类消泡助剂的方式来提高消泡剂在应用体系中的消泡性能。但因为生物载体和矿物油的结构存在明显差异性，按传统配方工艺调制，往往需要加入大量的消泡助剂才会使得消泡性能符合使用要求，但多加的消泡助剂会给体系的相容性能带来不良影响，从而很难在生物基消泡剂中实现相容性和消泡性能的平衡。
本专利发明人通过大量实验研究，在生物基载体中引入特种结构的聚醚改性聚硅氧烷、特殊改性的二氧化硅、生物蜡和生物基表面活性剂制备了生物基消泡剂。生物载体具有良好的生物降解性，不产生累积效应，对水源和环境非常安全；特种结构的聚醚改性聚硅氧烷、特殊改性的二氧化硅、生物蜡和生物基表面活性剂的加入，使得其具有使用加量少、相容性好和消泡性优的特性。
发明内容
本发明目的在于提供一种生物基消泡剂，解决现有技术制备的消泡剂产品在实际使用中相容性和消泡性不能平衡的问题。用本专利制备的生物基消泡剂具备持久的消泡性能，且与应用体系的相容性好的特性。
用于制备所述的生物基消泡剂的原料包括：(A)生物载体、(B)聚醚改性聚硅氧烷、(C)二氧化硅、(D)催化剂、(E)生物蜡和(F)生物基表面活性剂。
A、生物载体
生物载体是典型的“绿色能源”，具有环保性能好、原料来源广泛、可再生可降解等特性。
所述生物载体是指植物油酯、动物油酯及其与生物发酵法得到的低级醇，如甲醇、乙醇经酯交换转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。所述的植物油酯包括葵花籽油、花生油、豆油、亚麻油、蓖麻油、菜子油、葵花籽油；所述的动物油酯包括鱼油、猪油、牛油、羊油。
所述的生物载体的用量占生物基消泡剂总质量的80～90％。
B、聚醚改性聚硅氧烷
所述的聚醚改性聚硅氧烷在生物基消泡剂中的作用是提高消泡性。所述的聚醚改性聚硅氧烷，其特征在于，其具有以下结构：
其中下标a为0或1～100，下标b为5～100，下标c为5～100，下标m为10～40，下标n为1～20，下标p为50～200，取代基R1为1～4个碳原子的烷基或氢原子，取代基R2为甲基或—CH2CH2CH2O(EO)m(PO)nR1。
所述聚醚改性聚硅氧烷的用量占生物基消泡剂总质量的0.5～5％。
C、二氧化硅
所述的二氧化硅在生物基消泡剂中的作用提高消泡性和增强稳定性。
所述二氧化硅指的是疏水二氧化硅，是指通过一定的工艺利用一定的化学物质与二氧化硅表面的羟基发生反应，从而消除或减少表面硅羟基的量，使二氧化硅表面由亲水性变为疏水性。常用的化学改性方法有以下几种：活性硅烷(例如氯硅烷或六甲基二硅胺烷)、用醇改性和聚合物接枝的改性方法。改性后的白炭黑具有疏水性，而且不能在水中分散。
本专利生物基消泡剂优选通过碳原子数为十二、十四、十六、十八的脂肪醇改性的疏水二氧化硅。在一定温度下，脂肪醇与二氧化硅分子中的活性羟基发生反应，脱去一分子水，烷氧基取代羟基而键合到二氧化硅分子表面，提高二氧化硅的疏水性能。
所述的二氧化硅的用量占生物基消泡剂总质量的1～10％。
所述的聚醚改性聚硅氧烷与二氧化硅反应的质量比为1:0.05～1:0.2。
D、催化剂
所述催化剂是促进聚醚改性聚硅氧烷和二氧化硅表面残留的羟基反应，形成网状结构，进一步提高二氧化硅在聚醚改性硅氧烷中分散性和稳定性。
所述催化剂为氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钡、氢氧化钙、甲醇钠、乙醇钠和碳酸氢氨中的一种或多种。
所述催化剂的用量占生物基消泡剂总质量的0.1～2％。
E、生物蜡
所述生物蜡在生物基消泡剂中的主要作用为提高分散性和稳定性。
所述生物蜡是固体型的聚氧烷烯醚聚合物，熔点大于40℃，包括以乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、辛醇、癸醇、十二醇、十四醇、十六醇、十八醇为起始剂的聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚及其月桂酸单酯、月桂酸双酯、硬脂酸单酯、硬脂酸双酯中的一种或多种。
所述生物蜡的用量占生物基消泡剂总质量的0.5～5％。
E、生物基表面活性剂
所述生物基表面活性剂指的是以含羟基或酯基的生物基物质为起始剂，接入环氧乙烷或/和环氧丙烷后得到的表面活性剂。
所述生物基表面活性剂包括：
月桂酸聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、豆蔻酸聚氧乙烯醚、豆蔻酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、棕榈酸聚氧乙烯醚、棕榈酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、花生酸聚氧乙烯醚、花生酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚、月桂酸甲酯聚氧乙烯醚、月桂酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、月桂酸乙酯聚氧乙烯醚、月桂酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、豆蔻酸甲酯聚氧乙烯醚、豆蔻酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、豆蔻酸乙酯聚氧乙烯醚、豆蔻酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、棕榈酸甲酯聚氧乙烯醚、棕榈酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、棕榈酸乙酯聚氧乙烯醚、棕榈酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚、硬脂酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、硬脂酸乙酯聚氧乙烯醚、硬脂酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、油酸甲酯聚氧乙烯醚、油酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、油酸乙酯聚氧乙烯醚、油酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、花生酸甲酯聚氧乙烯醚、花生酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、花生酸乙酯聚氧乙烯醚、花生酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、蓖麻油甲酯聚氧乙烯醚、蓖麻油甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、蓖麻油乙酯聚氧乙烯醚、蓖麻油乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或多种。
所述生物基表面活性剂的用量占生物基消泡剂总质量的1～8％。
所述生物基消泡剂制备方法如下：
第一步：室温条件下向容器中加入聚醚改性聚硅氧烷、部分二氧化硅和催化剂后，开启搅拌并升温至80～150℃，然后以500～2000rpm的转速高速分散反应30～100min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入部分生物载体、部分二氧化硅和生物蜡，升温至80～120℃，用高速分散机以100～500rpm的转速分散30～120min制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入部分生物载体和生物基表面活性剂，升温至20～60℃，然后以500～2000rpm的转速分散，并用30～60min向容器中加入SC-2，加完后在80～120℃保温；然后用30～60min向容器中加入SC-1，再以500～1500rpm的转速高速分散20～60min，最后降至室温，即得生物基消泡剂。
具体实施
实施例1
聚醚改性聚硅氧烷B的下标取值如表1所示：
表1聚醚改性聚硅氧烷B
a b c m n p <![CDATA[R<sup>1</sup>]]> <![CDATA[R<sup>2</sup>]]>
B-1 5 18 50 28 10 50 <![CDATA[CH<sub>3</sub>-]]> <![CDATA[CH<sub>3</sub>-]]>
B-2 12 45 80 15 6 80 H <![CDATA[-CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>O(EO)<sub>m</sub>(PO)<sub>n</sub>R<sup>1</sup>]]>
B-3 50 10 18 30 15 100 <![CDATA[C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>-]]> <![CDATA[CH<sub>3</sub>-]]>
B-4 0 80 5 40 20 60 H <![CDATA[CH<sub>3</sub>-]]>
B-5 90 55 10 35 10 50 <![CDATA[C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>-]]> <![CDATA[CH<sub>3</sub>-]]>
B-6 15 60 25 25 8 150 <![CDATA[C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>-]]> <![CDATA[CH<sub>3</sub>-]]>
B-7 0 65 25 15 8 80 <![CDATA[C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>-]]> <![CDATA[-CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>O(EO)<sub>m</sub>(PO)<sub>n</sub>R<sup>1</sup>]]>
实施例2
第一步：室温条件下向容器中加入1份聚醚改性聚硅氧烷B-1、0.2份十二醇改性二氧化硅和0.1份甲醇钠后，开启搅拌并升温至120℃，然后以1000rpm的转速高速分散反应60min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入50份豆油、4.8份十二醇改性二氧化硅和2份辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点45℃)，升温至90℃，用高速分散机以500rpm的转速分散100min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入38.9份豆油和3份蓖麻油甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚，升温至40℃，然后以1500rpm的转速分散，并用60min向容器中加入SC-2，加完后在110℃保温；然后用50min向容器中加入SC-1，再以1000rpm的转速高速分散60min，最后降至室温，即得生物基消泡剂E1。
实施例3
第一步：室温条件下向容器中加入3份聚醚改性聚硅氧烷B-2、0.5份十四醇改性二氧化硅和0.5份乙醇钠后，开启搅拌并升温至130℃，然后以1500rpm的转速高速分散反应100min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入40份菜子油、9.5份十四醇改性二氧化硅和0.5份硬脂醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点58℃)，升温至100℃，用在高速分散机以300rpm的转速分散40min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入42份菜子油和5份棕榈酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚，升温至30℃，然后以1000rpm的转速分散，并用30min向容器中加入SC-2，加完后在85℃保温；然后用30min向容器中加入SC-1，再以1500rpm的转速高速分散60min，最后降至室温，即得生物基消泡剂E2。
实施例4
第一步：室温条件下向容器中加入5份聚醚改性聚硅氧烷B-3、1.5份十四醇改性二氧化硅和0.5份氢氧化钾后，开启搅拌并升温至110℃，然后以800rpm的转速高速分散反应70min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入40份花生油、1.5份十四醇改性二氧化硅和3份乙二醇聚氧乙烯PEG 8000，升温至110℃，用高速分散机以200rpm的转速分散50min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入41.5份花生油、3份豆蔻酸甲酯聚氧乙烯醚和4份棕榈酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点63℃)，升温至60℃，然后以1500rpm的转速分散，并用50min向容器中加入SC-2，加完后在110℃保温；然后用50min向容器中加入SC-1，再以1100rpm的转速高速分散30min，最后降至室温，即得生物基消泡剂E3。
实施例5
第一步：室温条件下向容器中加入2份聚醚改性聚硅氧烷B-4、0.3份十二醇改性二氧化硅和0.8份氢氧化钠后，开启搅拌并升温至120℃，然后以1000rpm的转速高速分散反应80min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入45份葵花籽油、0.7份十二醇改性二氧化硅和5份丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点52℃)，升温至120℃，用高速分散机以200rpm的转速分散90min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入43份葵花籽油和3份油酸聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚，升温至40℃，然后以1800rpm的转速分散，并用50min向容器中加入SC-2，加完后在105℃保温；然后用40min向容器中加入SC-1，再以1000rpm的转速高速分散40min，最后降至室温，即得生物基消泡剂E4。
实施例6
第一步：室温条件下向容器中加入0.5份聚醚改性聚硅氧烷B-5、0.1份十八醇改性二氧化硅和0.1份甲醇钠后，开启搅拌并升温至130℃，然后以1300rpm的转速高速分散反应60min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中，加入43份豆油、6.9份十八醇改性二氧化硅、2份十六醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点48℃)和1份硬脂醇聚氧乙烯(熔点59℃)，升温至100℃，用高速分散机以500rpm的转速分散80min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入40.3份豆油和6份棕榈酸聚氧乙烯醚，升温至40℃，然后以1000rpm的转速分散，并用30min向容器中加入SC-2，加完后在100℃保温；然后用50min向容器中加入SC-1，再以1000rpm的转速高速分散50min，最后降至室温，即得生物基消泡剂E5。
实施例7
第一步：室温条件下向容器中加入3份聚醚改性聚硅氧烷B-6、0.2份十六醇改性二氧化硅和0.6份氢氧化钾后，开启搅拌并升温至140℃，然后以1500rpm的转速高速分散反应80min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入40份亚麻油、2.8份十六醇改性二氧化硅和3份乙二醇聚氧乙烯双硬脂酸酯PEG 6000DS，升温至110℃，用高速分散机以150rpm的转速分散80min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入46.5份亚麻油和4份花生酸聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚，升温至45℃，然后以1000rpm的转速分散，并用60min向容器中加入SC-2，加完后在90℃保温；然后用40min向容器中加入SC-1，再以800rpm的转速高速分散40min，最后降至室温，即得生物基消泡剂E6。
对比例1
第一步：室温条件下向容器中加入45份花生油、5.5份十二醇改性二氧化硅和2.5份十四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，升温至120℃，用高速分散机以300rpm的转速分散100min，制得SC-2；
第二步：室温条件下向容器中加入41.9份花生油和5份蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点49℃)，升温至45℃，然后以2000rpm的转速分散，并用60min向容器中加入SC-2，加完后在100℃保温；再以1500rpm的转速高速分散30min，最后降至室温，即得生物基消泡剂CE1。
对比例2
第一步：室温条件下向容器中加入3份聚醚改性聚硅氧烷B-7、0.5份十二醇改性二氧化硅和0.1份甲醇钠后，开启搅拌并升温至120℃，然后以1000rpm的转速高速分散反应70min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入30份亚麻油和2.5份十二醇改性二氧化硅，升温至80℃，用高速分散机以200rpm的转速分散40min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入56.4份亚麻油和5份豆蔻酸聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚，升温至50℃，然后以1600rpm的转速分散，并用45min向容器中加入SC-2，加完后在90℃保温；然后用50min向容器中加入SC-1，再以900rpm的转速高速分散50min，最后降至室温，即得生物基消泡剂CE2。
对比例3
第一步：室温条件下向容器中加入2份聚醚改性聚硅氧烷B-4、0.3份十二醇改性二氧化硅和0.8份氢氧化钠后，开启搅拌并升温至120℃，然后以1000rpm的转速高速分散反应80min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入45份葵花籽油和5.7份十二醇改性二氧化硅，升温至80℃，用高速分散机以500rpm的转速分散75min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入43份葵花籽油和3份油酸聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚，升温至40℃，然后以1800rpm的转速分散，并用50min向容器中加入SC-2，加完后在105℃保温；然后用40min向容器中加入SC-1，再以1000rpm的转速高速分散40min，最后降至室温，即得生物基消泡剂CE3。
对比例4
第一步：室温条件下向容器中加入45份花生油和3份硬脂醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点56℃)，升温至100℃，用高速分散机以300rpm的转速分散60min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入41.7份花生油和8份硬脂酸聚氧乙烯醚，(熔点45℃)升温至40℃，然后以1000rpm的转速分散，并用50min向容器中加入SC-2，加完后在110℃保温；然后用50min向容器中加入2份聚醚改性聚硅氧烷B-3，再以1500rpm的转速高速分散60min，最后降至室温，即得生物基消泡剂CE4。
对比例5
第一步：室温条件下向容器中加入3份聚醚改性聚硅氧烷B-6、0.2份氯硅烷改性二氧化硅和0.5份氢氧化钠后，开启搅拌并升温至140℃，然后以1500rpm的转速高速分散反应80min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入40份豆油、2.8份氯硅烷改性二氧化硅和3份十二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点52℃)，升温至105℃，用高速分散机以200rpm的转速分散60min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入46.6份豆油和4份花生酸聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚，升温至45℃，然后以1000rpm的转速分散，并用60min向容器中加入SC-2，加完后在100℃保温；然后用50min向容器中加入SC-1，再以1000rpm的转速高速分散60min，最后降至室温，即得生物基消泡剂CE5。
对比例6
第一步：室温条件下向容器中加入4份聚醚改性聚硅氧烷B-3、0.1份十二醇改性二氧化硅和0.3份甲醇钠后，开启搅拌并升温至115℃，然后以1200rpm的转速高速分散反应80min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入40份花生油、2.9份十二醇改性二氧化硅和3份十二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点52℃)，升温至110℃，用高速分散机以200rpm的转速分散50min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入42.5份花生油、3份豆蔻酸甲酯聚氧乙烯醚和4份蓖麻油聚氧乙烯醚，升温至45℃，然后以1800rpm的转速分散，并用60min向容器中加入SC-2，加完后在110℃保温；然后用50min向容器中加入SC-1，再以1500rpm的转速高速分散35min，最后降至室温，即得生物基消泡剂CE6。
对比例7
第一步：室温条件下向容器中加入1份聚醚改性聚硅氧烷B-3、0.5份十二醇改性二氧化硅和0.3份甲醇钠后，开启搅拌并升温至115℃，然后以1200rpm的转速高速分散反应80min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中，加入39份亚麻油、5.5份十二醇改性二氧化硅和4份十二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(熔点52℃)，升温至110℃，用高速分散机以200rpm的转速分散50min，制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中，加入40份亚麻油、2.5份蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚和4份油酸聚氧乙烯醚，升温至45℃，然后以1800rpm的转速分散，并用60min向容器中加入SC-2，加完后在110℃保温；然后用50min向容器中加入SC-1，再以1500rpm的转速高速分散55min，最后降至室温，即得生物基消泡剂CE7。
本发明方法制备的生物基消泡剂的性能主要从以下几个方面进行评估：
1、稳定性测试
在离心管中加入10ml生物基消泡剂待测样品，以3000rpm转速离心15min，离心完成后记录离心管上部透明清液的体积(ml)，上部透明清液的体积越小，则说明生物基消泡剂越稳定，结果如表2所示。
2、相容性测试：
称取200g市售水性涂料、50g去离子水和0.2g待测试样品装入容器中，以1000rpm的转速分散30min，静置2min；取出上述适量分散液滴于黑白卡纸上，并用40μm线棒匀速刮平，观察分散液在黑白卡纸上呈现的状态(缩孔情况)，以每平方厘米干膜上直径1mm以上的缩孔数来表示，结果如表2所示。
3、抑制泡沫性能测试：
用鼓气法测试消泡性能，称取80g市售水性涂料、20g去离子水和0.1g待测试样品装入500mL的量筒中，以1.0L/min的流量向混合物中鼓入空气，记录泡沫达到500mL刻度的时间，时间越长则说明抑泡性能越好，结果如表2所示。
表2消泡剂稳定性、相容性和泡沫控制性能汇总表
样品 稳定性/ml 相容性/个 泡沫控制时间
E1 0 0 30′36″
E2 0 2 31′40″
E3 0 2 32′17″
E4 0.1 1 33′24″
E5 0 2 32′29″
E6 0 2 33′66″
CE1 0.1 5 16′35″
CE2 2.0 3 23′25″
CE3 1.2 3 26′28″
CE4 1.0 3 18′25″
CE5 1.5 8 32′56″
CE6 1.2 3 18′25″
CE7 1 9 33′15″
由上述的数据可以看出：
专利发明的样品E1～E6，和对比例CE1～CE7的稳定性比较，二氧化硅和生物基蜡对提高生物基消泡剂的稳定性作用显著；
通过专利制备样品E1～E6在水性涂料中不会产生明显的缩孔。对比例CE4使用活性硅烷改性二氧化硅，缩孔较多；对比例CE7中聚醚改性聚硅氧烷和二氧化硅比例不在1：0.05～1：0.2之间，和聚醚改性聚硅氧烷反应的二氧化硅用量偏高，在水性涂料的相容性较差。
通过专利制备样品E6和对比例CE6在水性涂料中的抑制泡沫性能比较。对比例CE6抑制泡沫性能较差，CE6中聚醚改性聚硅氧烷和二氧化硅比例不在1:0.05～1:0.2之间，和聚醚改性聚硅氧烷反应的二氧化硅用量偏低，从而影响其消泡性能。
通过对专利样品的稳定性、相容性和抑制泡沫性能对比，发现在聚醚改性聚硅氧烷、二氧化硅和生物蜡这三种组份共同作用下具有良好的协同效果，可以明显提高生物基消泡剂的消泡性、稳定性和相容性。

Claims (7)

1.一种生物基消泡剂，其特征在于，所述的生物基消泡剂的组成原料为生物载体A、聚醚改性聚硅氧烷B、二氧化硅C、催化剂D、生物蜡E和生物基表面活性剂F：
A、生物载体：所述生物载体是指植物油酯、动物油酯及其与生物发酵法得到的甲醇或乙醇经酯交换转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯；用量占生物基消泡剂总质量的80～90％；
B、聚醚改性聚硅氧烷：所述聚醚改性聚硅氧烷的用量占生物基消泡剂总质量的0.5～5％；所述的聚醚改性聚硅氧烷，其特征在于，其具有以下结构：
Figure FDA0004084276250000011
其中下标a为0或1～100，下标b为5～100，下标c为5～100，下标m为10～40，下标n为1～20，下标p为50～200，取代基R1为1～4个碳原子的烷基或氢原子，取代基R2为甲基或—CH2CH2CH2O(EO)m(PO)nR1；
C、二氧化硅：所述的二氧化硅的用量占生物基消泡剂总质量的1～10％；
D、催化剂：所述催化剂的用量占生物基消泡剂总质量的0.1～2％；
E、生物蜡：所述生物蜡的用量占生物基消泡剂总质量的0.5～5％；
F、生物基表面活性剂：所述生物基表面活性剂的用量占生物基消泡剂总质量的1～8％；
所述生物基消泡剂制备方法是：
第一步：室温条件下向容器中加入聚醚改性聚硅氧烷、部分二氧化硅和催化剂后，开启搅拌并升温至80～150℃，然后以500～2000rpm的转速高速分散反应30～100min，制得具有网状结构的组合物SC-1；
第二步：室温条件下向容器中加入部分生物载体、部分二氧化硅和生物蜡，升温至80～120℃，用高速分散机以100～500rpm的转速分散30～120min制得SC-2；
第三步：室温条件下向容器中加入部分生物载体和生物基表面活性剂，升温至20～60℃，然后以500～2000rpm的转速分散，并用30～60min向容器中加入SC-2，加完后在80～120℃保温；然后用30～60min向容器中加入SC-1，再以500～1500rpm的转速高速分散20～60min，最后降至室温，即得生物基消泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种生物基消泡剂，其特征在于，所述的生物载体中的植物油酯选自葵花籽油、花生油、豆油、亚麻油、蓖麻油、菜子油；所述的生物载体中的动物油酯选自鱼油、猪油、牛油、羊油。
3.根据权利要求1所述的一种生物基消泡剂，其特征在于，所述的二氧化硅为碳原子数为十二、十四、十六、十八的脂肪醇改性得到的疏水二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的一种生物基消泡剂，其特征在于，所述的催化剂选自氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钡、氢氧化钙、甲醇钠、乙醇钠和碳酸氢氨中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种生物基消泡剂，其特征在于，所述的生物蜡是固体型的聚氧烷烯醚聚合物，熔点大于40℃，选自以乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、辛醇、癸醇、十二醇、十四醇、十六醇、十八醇为起始剂的聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚及其月桂酸单酯、月桂酸双酯、硬脂酸单酯、硬脂酸双酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种生物基消泡剂，其特征在于，所述生物基表面活性剂是以含羟基或酯基的生物基物质为起始剂，接入环氧乙烷或/和环氧丙烷后得到的表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的一种生物基消泡剂，其特征在于，所述生物基表面活性剂选自月桂酸聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、豆蔻酸聚氧乙烯醚、豆蔻酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、棕榈酸聚氧乙烯醚、棕榈酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、花生酸聚氧乙烯醚、花生酸聚氧乙烯聚氧丙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯聚氧丙烯醚、月桂酸甲酯聚氧乙烯醚、月桂酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、月桂酸乙酯聚氧乙烯醚、月桂酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、豆蔻酸甲酯聚氧乙烯醚、豆蔻酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、豆蔻酸乙酯聚氧乙烯醚、豆蔻酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、棕榈酸甲酯聚氧乙烯醚、棕榈酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、棕榈酸乙酯聚氧乙烯醚、棕榈酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚、硬脂酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、硬脂酸乙酯聚氧乙烯醚、硬脂酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、油酸甲酯聚氧乙烯醚、油酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、油酸乙酯聚氧乙烯醚、油酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、花生酸甲酯聚氧乙烯醚、花生酸甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、花生酸乙酯聚氧乙烯醚、花生酸乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、蓖麻油甲酯聚氧乙烯醚、蓖麻油甲酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚、蓖麻油乙酯聚氧乙烯醚、蓖麻油乙酯聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或多种。
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