TWI772729B - 抗泡組成物 - Google Patents

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Abstract

一種抗泡組成物包含5wt%至40wt%的消泡破泡劑、20wt%至80wt%的抑泡劑、0wt%至25wt%的分散濕潤劑及5wt%至30wt%的滲透劑。本發明亦提供一種抗泡組成物的製備方法，包含將消泡破泡劑及滲透劑混合，形成混合物；將抑泡劑與該混合物混合。

Description

抗泡組成物
本發明是有關於一種減少泡沫形成或使生成的泡沫減少的組成物，特別是指一種包含抑泡劑、分散濕潤劑及滲透劑的抗泡組成物。
聚乙烯醇(PVA)是化工產業中重要的原料，且在紡織、造紙、塗料、化學、建築、陶瓷、膠著劑、電子或化妝品等領域中被廣泛的使用。在各領域中，一般是將聚乙烯醇顆粒分散於水中，並加熱至80℃~90℃，於攪拌下使聚乙烯醇顆粒逐步溶解於水中，形成聚乙烯醇水溶液，再進行使用，然而，在如此溫度條件下的溶解過程中，隨著攪拌會產生大量難以消去的泡沫，尤其是醇解度為80~90mol%的聚乙烯醇，造成後續應用上相當大的不便利。
為改善上述問題，一般是加入消泡劑，雖然消泡劑能夠減少泡沫數量，然而，仍存有泡沫體積過大而溢於容器邊緣或泡沫消失過慢而降低生產效益等問題。
因此，本發明的一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的抗泡組成物。
於是，本發明抗泡組成物包含5wt%至40wt%的消泡破泡劑、20wt%至80wt%的抑泡劑、0wt%至25wt%的分散濕潤劑，及5wt%至30wt%的滲透劑。
本發明的另一目的，即在提供一種抗泡組成物的製備方法。
本發明抗泡組成物的製備方法包含將消泡破泡劑及滲透劑混合，形成混合物；將抑泡劑與該混合物混合。
本發明的功效在於：本發明抗泡組成物用於在80℃~90℃條件下形成聚乙烯醇水溶液時能夠具有抑制(減少)泡沫形成、使生成的泡沫消除(減少)、降低泡沫體積、提升泡沫消失速度，及增加穩定性(例如不分層或不會有析出物產生等現象)的功效。
以下將就本發明內容進行詳細說明。
<消泡破泡劑>
以該抗泡組成物的總量為100wt%計，該消泡破泡劑的含量為5wt%至40wt%。該消泡破泡劑能夠依據聚乙烯醇的特性(例如醇解度)、聚乙烯醇水溶液的特性(例如表面張力)或泡沫的特性 (例如黏彈性)進行選擇。該消泡破泡劑可單獨一種使用或混合多種使用，且該消泡破泡劑例如但不限於脂肪酸酯類非離子型表面活性劑、非水溶性聚醚、白油、馬油、植物油、蠟、凡士林、礦物油、上述提及的成分的異構物，或上述提及的成分的改質物。改質物指的是例如經氫化、酯化或醯胺化等改質處理所形成的物質。該脂肪酸酯類非離子型表面活性劑例如三聚甘油單硬脂酸酯、六聚甘油二硬脂酸酯、十聚甘油六硬脂酸酯、三聚甘油單油酸酯、三聚甘油二月桂酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、丙二醇單油酸酯、丙二醇單月桂酸酯、單月桂酸甘油酯、雙月桂酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、雙硬脂酸甘油酯、單油酸甘油酯、季戊四醇單硬酯酸酯、季戊四醇雙硬酯酸酯、季戊四醇三硬酯酸酯、季戊四醇四異硬酯酸酯、季戊四醇油酸酯、季戊四醇雙油酸酯、季戊四醇三油酸酯、季戊四醇四油酸酯、異壬酸異壬酯、辛基十二烷肉豆蔻酸酯、十四酸十四酯、十六酸十六酯、嵌段月桂酸酯、嵌段硬酯酸酯、嵌段油酸酯、梳狀接枝脂肪酸酯、星狀接枝脂肪酸等。該嵌段月桂酸酯例如多元醇聚醚月桂酸酯。該多元醇聚醚月桂酸酯例如甘油聚氧乙烯聚氧丙烯醚月桂酸酯。該嵌段硬酯酸酯例如多元醇聚醚硬酯酸酯。該多元醇聚醚硬酯酸酯例如甘油聚氧乙烯聚氧丙烯醚硬脂酸酯。該嵌段油酸酯例如多元醇聚醚油酸酯。該多元醇聚醚油酸酯例如甘油聚氧乙烯聚氧丙烯醚油酸酯。該梳狀接枝脂肪酸酯例如丙烯酸脂肪 酸酯。該星狀接枝脂肪酸例如環狀糊精脂肪酸酯或季戊四醇四蓖麻油酸酯等。該非水溶聚醚例如但不限於分子量大於1000的聚氧丙烯或分子量大於2000的聚氧乙烯聚氧丙烯無規聚醚等。該植物油例如但不限於硬棕櫚油、蓖麻油，或乳油木果脂等。
<抑泡劑>
以該抗泡組成物的總量為100wt%計，該抑泡劑的含量為20wt%至80wt%。該抑泡劑例如對溫度在80℃以上的水性溶液具有抑泡和消泡作用的非離子表面活性物質。該抑泡劑具有至少一種由下列群組所組成的條件：濁點範圍為80℃以下、為包括總碳數為10以上的飽和烷醇基的飽和烷醇聚醚，或為HO-(C2H4O)x-(C3H6O)y-(C2H4O)z-H且x+y+z為10以上且分子量大於500。該飽和烷醇基為X1-O-，其中，X1為烷基。該抑泡劑可單獨一種使用或混合多種使用，且該抑泡劑例如但不限於脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚，或上述所提及成分的異構物等。該脂肪醇聚氧乙烯醚例如月桂醇聚氧乙烯醚、異構十醇聚氧乙烯醚、異構十三醇聚氧乙烯醚、十三醇聚氧乙烯醚、十四醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚，或鯨蠟硬脂醇聚氧乙烯醚等。該異構十三醇聚氧乙烯醚的環氧乙烷(EO)數為3至5。該脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚例如異構十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、十二醇聚氧乙烯聚氧丙烯 嵌段聚醚、十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、十四醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、油醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚，或鯨蠟硬脂醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚等。
<分散濕潤劑>
以該抗泡組成物的總量為100wt%計，該分散濕潤劑的含量為0wt%至25wt%。該分散濕潤劑有助於該抗泡組成物用於在80℃~90℃條件下形成聚乙烯醇水溶液時能夠增加穩定性，以減少表面產生析出物的問題。該分散濕潤劑為親水親油平衡值(hydrophilic lipophilic balance，簡稱HBL)範圍在1~9間的非離子型表面活性劑。該分散濕潤劑可單獨一種使用或混合多種使用，且該分散濕潤劑例如但不限於乙二醇單油酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇月桂酸酯、山梨糖醇單油酸酯、失水山梨糖醇單油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯油酸酯、聚氧丙烯甘露醇油酸酯、聚氧乙烯羊毛醇醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，或油脂改質的非離子表面活性劑等。聚氧乙烯脂肪酸酯例如聚氧乙烯油酸酯。該油脂改質的非離子表面活性劑例如蓖麻油聚氧乙烯醚。
<滲透劑>
以該抗泡組成物的總量為100wt%計，該滲透劑的含量為5wt%至30wt%。該滲透劑可單獨一種使用或混合多種使用，且 該滲透劑例如但不限於酯類非離子表面活性劑。當本發明抗泡組成物用於形成聚乙烯醇水溶液(包含醇解度為80~90mol%的聚乙烯醇)時，該酯類非離子表面活性劑能夠與聚乙烯醇的乙酸乙烯酯鏈段間有較佳的親和性。該酯類非離子表面活性劑為R1-C(O)O-R2，其中，R1與R2為烷基、烷醇醚基、-X2-C6H5、苯基或酚基，且碳數總和範圍為3~30，其中，X2表示伸烷基。該烷基(即飽和烴基)為直鏈烷基或支鏈烷基。該烷醇醚基(即飽和醇醚基)為-X3-(O-X4)n-H，其中，X3及X4表示伸烷基，n表示1以上。為使該抗泡組成物具有更佳的穩定性及更有效地將泡沫中的空氣排出，較佳地，R1及R2中至少一者碳數4以下。該滲透劑可單獨一種使用或混合多種使用，且該滲透劑例如但不限於乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸苄酯、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、月桂醇醚甲酯、月桂醇醚丙酯、肉豆蔻酸甲酯、肉豆蔻酸丙酯、肉豆蔻酸異丙酯、十六酸甲酯、十六酸丙酯、十八酸丙酯、十八酸丁酯，或上述所提及成分的異構物等。
本發明抗泡組成物還包含水。以該抗泡組成物的總量為100wt%計，該水的含量為大於0wt%且小於5wt%。
<抗泡組成物的製備方法>
該抗泡組成物的製備方法包含將消泡破泡劑及滲透劑混 合，形成混合物；將抑泡劑與該混合物混合。該混合方式是在攪拌下進行。該攪拌速度並無特殊限制，只要能使形成的混合物呈均勻狀態，及使抑泡劑與該混合物混合均勻皆可。在本發明的一些實施例中，該攪拌速度為100轉/分~3000轉/分。
由於該抑泡劑的黏度相較於其它成分高，因此，為避免配置抗泡組成物的過程中因黏度高而導致在操作上不便利，在本發明抗泡組成物的製備方法中，抑泡劑的添加時機是在其他成分混合後才加入，從而能夠使得本發明抗泡組成物的製備方法具有操作便利性的優點。進一步地，還包含加入分散濕潤劑，形成該混合物。
本發明抗泡組成物用於在80℃~90℃條件下形成聚乙烯醇水溶液時，以聚乙烯醇的總量為100重量份計，本發明抗泡組成物的用量範圍為0.05重量份至3重量份。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
實施例1
將10公斤的硬棕櫚油(作為消泡破泡劑)以70℃加熱至溶解，然後，倒入一台高速攪拌機的容器中，並依序加入5公斤的分散濕潤劑[廠牌：Croda；型號：SpanTM 85；成分：失水山梨醇三油酸酸酯(sorbitan trioleate)]與5公斤的二乙二醇乙醚醋酸酯(作 為滲透劑)，接著，於溫度約25℃且轉速為1000轉/分的條件下攪拌分散5分鐘，形成混合物，然後，將80公斤的異構十三醇聚氧乙烯醚[環氧乙烷(EO)數為3，作為抑泡劑]加入至該混合物中，並於溫度約25℃且轉速為1000轉/分的條件下攪拌分散15分鐘。
實施例2至21
該實施例2至21與該實施例1的方法類似，不同在於：改變消泡破泡劑、分散濕潤劑、滲透劑及抑泡劑的種類，參閱表1及表2。
比較例1至10
該比較例1至10與該實施例1的方法類似，不同在於：改變消泡破泡劑、分散濕潤劑、滲透劑及抑泡劑的種類，參閱表3。
應用例1
將0.024公斤的實施例1的抗泡組成物、96公斤的水與4公斤的聚乙烯醇(購自長春化工；型號：PVA-BP17)倒入一台加熱裝置中的溶解釜內，以轉速為60轉/分進行攪拌並加熱到85℃，並維持在該溫度且持續攪拌，直至聚乙烯醇完全溶解，接著，維持在該溫度且以轉速為30轉/分進行30分鐘的攪拌。
應用例2至21
該應用例2至21與該應用例1的方法類似，不同在於：改變抗泡組成物，參閱表4。
比較應用例1
將96公斤的水與4公斤的聚乙烯醇(廠牌：長春化工；型號：PVA-BP17)倒入一台加熱裝置中的溶解釜內，以轉速為60轉/分進行攪拌並加熱到85℃，並維持在該溫度且持續攪拌，直至聚乙烯醇完全溶解，接著，維持在該溫度且以轉速為30轉/分進行30分鐘的攪拌。
比較應用例2至11
該比較應用例2至11與該應用例1的方法類似，不同在於：改變抗泡組成物，參閱表4。
評價項目
泡沫體積(單位：cm3)：將85℃的100克的應用例1至21及比較應用例1至11置於直徑為6公分的玻璃杯中，並維持在85℃，接著，量測泡沫高度並計算出初始泡沫體積(即3×3×π×泡沫高度)，然後，使用目數為300的篩網進行上下擾動，上下為一次，總共30次，接著，靜置3分鐘與5分鐘，然後，量測泡沫高度並計算出靜置泡沫體積(即3×3×π×泡沫高度)。
穩定性：以目測方式觀察應用例1至21及比較應用例1至11的外觀狀況。○：表示無分層及無析出物；×：分層；△：有析出物。
表1
Figure 108148356-A0305-02-0011-3
Figure 108148356-A0305-02-0011-4
Figure 108148356-A0305-02-0012-2
Figure 108148356-A0305-02-0012-5
Figure 108148356-A0305-02-0013-6
Figure 108148356-A0305-02-0013-7
Figure 108148356-A0305-02-0014-8
由表4的應用例1至21、比較應用例1至2及比較應用例11的實驗結果可知，本發明抗泡組成物用於在80℃~90℃條件下形成聚乙烯醇水溶液時確實能夠具有降低泡沫體積的功效。再者，由該應用例21及比較應用例3、4、6、7、9及10的實驗結果可知，本發明抗泡組成物用於在80℃~90℃條件下形成聚乙烯醇水溶液時除具有降低泡沫體積的功效外，不會有分層或產生析出物的問題而具有穩定性。此外，由該應用例21及比較應用例5及8的實驗結果可知，雖然本發明抗泡組成物在初始泡沫體積上是些微大於比較應用例5及8的抗泡組成物，但隨著靜置時間增加，本發明抗泡組成物的泡沫消失速度是優異於比較應用例5及8的抗泡組成物。
綜上所述，本發明抗泡組成物用於在80℃~90℃條件下形成聚乙烯醇水溶液時能夠具有抑制(減少)泡沫形成、使生成的泡沫消除(減少)、降低泡沫體積、提升泡沫消失速度，及增加儲存下的穩定性(例如不分層或不會有析出物產生等現象)的功效，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (8)

  1. 一種抗泡組成物，用於在80℃~90℃的條件下使醇解度為80~90mol%的聚乙烯醇顆粒分散於水中，形成聚乙烯醇水溶液，且包含：5wt%至40wt%的消泡破泡劑；20wt%至80wt%的抑泡劑；5wt%至25wt%的分散濕潤劑；及5wt%至30wt%的滲透劑，且該滲透劑包括至少一種由下列群組所組成的物質：乙酸苄酯、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、月桂醇醚甲酯、月桂醇醚丙酯、肉豆蔻酸甲酯、肉豆蔻酸丙酯、肉豆蔻酸異丙酯、十六酸甲酯、十六酸丙酯、十八酸丙酯及十八酸丁酯。
  2. 如請求項1所述的抗泡組成物，其中，該消泡破泡劑包括至少一種由下列群組所組成的物質：脂肪酸酯類非離子型表面活性劑、非水溶性聚醚、白油、馬油、植物油、蠟、凡士林、礦物油、上述成分的異構物，及上述成分的改質物。
  3. 如請求項2所述的抗泡組成物，其中，該脂肪酸酯類非離子型表面活性劑包括至少一種由下列群組所組成的物質：三聚甘油單硬脂酸酯、六聚甘油二硬脂酸酯、十聚甘油六硬脂酸酯、三聚甘油單油酸酯、三聚甘油二月桂酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、丙二醇單油酸酯、丙二醇單月桂酸酯、單月桂酸甘油酯、雙月桂酸甘 油酯、單硬脂酸甘油酯、雙硬脂酸甘油酯、單油酸甘油酯、季戊四醇單硬酯酸酯、季戊四醇雙硬酯酸酯、季戊四醇三硬酯酸酯、季戊四醇四異硬酯酸酯、季戊四醇油酸酯、季戊四醇雙油酸酯、季戊四醇三油酸酯、季戊四醇四油酸酯、異壬酸異壬酯、辛基十二烷肉豆蔻酸酯、十四酸十四酯、十六酸十六酯、嵌段月桂酸酯、嵌段硬酯酸酯、嵌段油酸酯、梳狀接枝脂肪酸酯，及星狀接枝脂肪酸酯。
  4. 如請求項1所述的抗泡組成物，其中，該抑泡劑具有範圍為80℃以下的濁點。
  5. 如請求項4所述的抗泡組成物，其中，該抑泡劑包括至少一種由下列群組所組成的物質：脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚，及上述成分的異構物。
  6. 如請求項1所述的抗泡組成物，其中，該分散濕潤劑為親水親油平衡值範圍在1~9間的非離子型表面活性劑，該非離子型表面活性劑包括至少一種由下列群組所組成的物質：乙二醇單油酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇月桂酸酯、山梨糖醇單油酸酯、失水山梨糖醇單油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯油酸酯、聚氧丙烯甘露醇油酸酯、聚氧乙烯羊毛醇醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，及油脂改質的非離子表面活性劑。
  7. 如請求項1所述的抗泡組成物，其中，該抑泡劑為包括總碳數為10以上的飽和烷醇基的飽和烷醇聚醚。
  8. 如請求項1所述的抗泡組成物，其中，該抑泡劑為HO-(C2H4O)x-(C3H6O)y-(C2H4O)z-H，x+y+z為10以上且分子量大於500。
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