消泡速度快、抑泡时间长消泡剂的制备方法与流程

文档序号:14425897阅读:829来源:国知局

本发明涉及消泡剂工艺技术领域,尤其涉及消泡速度快、抑泡时间长消泡剂的制备方法。



背景技术:

消泡剂,也称消沫剂,是在加工过程中降低表面张力,抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的添加剂。

现在用的较为普遍的是有机硅消泡剂,有机硅消泡或抑泡的能力是由于它具有的很低的表面张力。有机硅化合物(硅油)干扰气液界的表面张力导致消泡效果。当有机硅消泡剂加到泡沫介质中时,硅油的小颗粒落到泡的表面,同时有效地降低接触点的表面张力,在泡外皮引起一个薄弱点从而引起破泡。

但是,现有的有机硅消泡剂中,在应用在非常气泡的溶液加工时,还是存在消泡速度慢、抑泡时间短的问题,导致消泡效果不好。

消泡效果不好,很大因素是制备消泡剂过程中工艺的技术不过关。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了消泡速度快、抑泡时间长消泡剂的制备方法,本制备方法制备的消泡剂解决了消泡速度慢、抑泡时间短的问题。

消泡速度快、抑泡时间长消泡剂的制备方法,方法包括:

将白矿油、白炭黑、脂肪酸酸酰胺、石蜡以及聚乙烯醇加入至带有搅拌、加热功能的反应釜中,在室温下,搅拌速度为80-180r/min,搅拌20-40min;

搅拌时间后,往反应釜中加入长链烷基硅油、二甲基硅油以及乳化剂,将搅拌速度升至240-360r/min,然后以5-8℃/min升温速度升温;

升温至125-135℃,然后保温3-5h;

保温时间后,停止加热,冷却,将搅拌速度将至为160-220r/min;

冷却至室温后,出料,得到消泡剂。

优选地,方法包括:

将白矿油、白炭黑、脂肪酸酸酰胺、石蜡以及聚乙烯醇加入至带有搅拌、加热功能的反应釜中,在室温下,搅拌速度为100-160r/min,搅拌28-36min;

搅拌时间后,往反应釜中加入长链烷基硅油、二甲基硅油以及乳化剂,将搅拌速度升至280-340r/min,然后以6-7℃/min升温速度升温;

升温至128-132℃,然后保温4-5h;

保温时间后,停止加热,冷却,将搅拌速度将至为185-205r/min;

冷却至室温后,出料,得到消泡剂。

优选地,所述长链烷基硅油的制备方法为:

以八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油202以及六甲基二硅氧烷至少一种为基本原料,以阳离子树脂为催化剂,合成不同链节比和不同聚合度的低含氢硅油;

将上述低含氢硅油与α-烯烃为原料,低含氢硅油与α-烯烃摩尔比为1:1.15,使用25ppm催化剂cat-hlsi,在105-115℃温度下反应;

然后减压除去未反应的烯烃,减压除低沸的温度为120-145℃,得到长链烷基硅油。

优选地,所述长链烷基硅油的制备方法为:

以八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油202以及六甲基二硅氧烷至少一种为基本原料,以阳离子树脂为催化剂,合成不同链节比和不同聚合度的低含氢硅油;

将上述低含氢硅油与α-烯烃为原料,低含氢硅油与α-烯烃摩尔比为1:1.15,使用25ppm催化剂cat-hlsi,在107-112℃温度下反应;

然后减压除去未反应的烯烃,减压除低沸的温度为125-142℃,得到长链烷基硅油。

优选地,所述白矿油粘度为10cs-80cs。

优选地,所述所述白炭黑比表面积为60-360m2/g,平均原生粒径为10~90nm的气相法白炭黑。

优选地,所述石蜡为52号、54号、56号、58号、60号、64号、66号、68号以及70号中的一种。

优选地,所述聚乙烯醇分子量为2.6万-3.4万。

优选地,所述脂肪酸酸酰胺为硬脂酰胺以及乙撑基双硬脂酰胺中的至少一种。

本发明提供了消泡速度快、抑泡时间长消泡剂的制备方法,本制备方法制备的消泡剂通过使用长链烷基硅油代替传统的硅油,使得本消泡剂不仅具有消泡速度快、还具有抑泡时间长的特点;且本消泡剂还具有无毒、使用方便、分散性、热稳定和化学稳定性好;本制备方法工艺简单,易于实现。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

本申请中,使用的原料有白矿油、白炭黑、长链烷基硅油、二甲基硅油、脂肪酸酸酰胺、石蜡、聚乙烯醇以及乳化剂。其中,选用粘度为10cs-80cs白矿油;白炭黑比表面积为60-360m2/g,平均原生粒径为10~90nm的气相法白炭黑;石蜡为52号、54号、56号、58号、60号、64号、66号、68号以及70号;聚乙烯醇分子量为2.6万-3.4万;脂肪酸酸酰胺为硬脂酰胺以及乙撑基双硬脂酰胺中的至少一种;

实施例1

消泡速度快、抑泡时间长消泡剂,按质量份数其原料组份包括:

其制备方法为:

准确称取组分量的白矿油、白炭黑、长链烷基硅油、二甲基硅油、脂乙撑基双硬脂酰胺、52号石蜡、聚乙烯醇以及乳化剂;

将白矿油、白炭黑、乙撑基双硬脂酰胺、52号石蜡以及聚乙烯醇加入至带有搅拌、加热功能的反应釜中,在室温下,搅拌速度为80r/min,搅拌40min;

搅拌时间后,往反应釜中加入长链烷基硅油、二甲基硅油以及乳化剂,将搅拌速度升至360r/min,然后以8℃/min升温速度升温;

升温至125℃,然后保温5h;

保温时间后,停止加热,冷却,将搅拌速度将至为160r/min;

冷却至室温后,出料;

称重,包装。

其中,长链烷基硅油合成方法为:

以阳离子树脂为催化剂,以高含氢硅油202和六甲基二硅氧烷为基本原料合成不同链节比和不同聚合度的低含氢硅油;然后以合成的低含氢硅油再与α-烯烃反应,例如:合成的低含氢硅油:α-烯烃=1:1.15,使用25ppm催化剂cat-hlsi(pt含量24%),105℃温度下反应;减压除去未反应的烯烃。减压除低沸的温度为145℃,得到长链烷基硅油。

实施例2

消泡速度快、抑泡时间长消泡剂,按质量份数其原料组份包括:

其制备方法为:

准确称取组分量的白矿油、白炭黑、长链烷基硅油、二甲基硅油、脂硬脂酰胺、68号石蜡、聚乙烯醇以及乳化剂;

将白矿油、白炭黑、硬脂酰胺、68号石蜡以及聚乙烯醇加入至带有搅拌、加热功能的反应釜中,在室温下,搅拌速度为180r/min,搅拌20min;

搅拌时间后,往反应釜中加入长链烷基硅油、二甲基硅油以及乳化剂,将搅拌速度升至240r/min,然后以5℃/min升温速度升温;

升温至135℃,然后保温3h;

保温时间后,停止加热,冷却,将搅拌速度将至为220r/min;

冷却至室温后,出料;

称重,包装。

其中,长链烷基硅油合成方法为:

以阳离子树脂为催化剂,以八甲基环四硅氧烷和六甲基二硅氧烷为基本原料合成不同链节比和不同聚合度的低含氢硅油;然后以合成的低含氢硅油再与α-烯烃反应,例如:合成的低含氢硅油:α-烯烃=1:1.15,使用25ppm催化剂cat-hlsi(pt含量24%),115℃温度下反应;减压除去未反应的烯烃。减压除低沸的温度为120℃,得到长链烷基硅油。

实施例3

消泡速度快、抑泡时间长消泡剂,按质量份数其原料组份包括:

其制备方法为:

准确称取组分量的白矿油、白炭黑、长链烷基硅油、二甲基硅油、硬脂酰胺、70号石蜡、聚乙烯醇以及乳化剂;

将白矿油、白炭黑、硬脂酰胺、70号石蜡以及聚乙烯醇加入至带有搅拌、加热功能的反应釜中,在室温下,搅拌速度为160r/min,搅拌28min;

搅拌时间后,往反应釜中加入长链烷基硅油、二甲基硅油以及乳化剂,将搅拌速度升至340r/min,然后以7℃/min升温速度升温;

升温至128℃,然后保温4h;

保温时间后,停止加热,冷却,将搅拌速度将至为205r/min;

冷却至室温后,出料;

称重,包装。

其中,长链烷基硅油合成方法为:

以阳离子树脂为催化剂,以八甲基环四硅氧烷和高含氢硅油202为基本原料合成不同链节比和不同聚合度的低含氢硅油;然后以合成的低含氢硅油再与α-烯烃反应,例如:合成的低含氢硅油:α-烯烃=1:1.15,使用25ppm催化剂cat-hlsi(pt含量24%),112℃温度下反应;减压除去未反应的烯烃。减压除低沸的温度为125℃,得到长链烷基硅油。

实施例4

消泡速度快、抑泡时间长消泡剂,按质量份数其原料组份包括:

其制备方法为:

准确称取组分量的白矿油、白炭黑、长链烷基硅油、二甲基硅油、硬脂酰胺、64号石蜡、聚乙烯醇以及乳化剂;

将白矿油、白炭黑、硬脂酰胺、64号石蜡以及聚乙烯醇加入至带有搅拌、加热功能的反应釜中,在室温下,搅拌速度为100r/min,搅拌36min;

搅拌时间后,往反应釜中加入长链烷基硅油、二甲基硅油以及乳化剂,将搅拌速度升至280r/min,然后以6℃/min升温速度升温;

升温至132℃,然后保温5h;

保温时间后,停止加热,冷却,将搅拌速度将至为185r/min;

冷却至室温后,出料;

称重,包装。

其中,长链烷基硅油合成方法为:

以阳离子树脂为催化剂,以八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油202和六甲基二硅氧烷为基本原料合成不同链节比和不同聚合度的低含氢硅油;然后以合成的低含氢硅油再与α-烯烃反应,例如:合成的低含氢硅油:α-烯烃=1:1.15,使用25ppm催化剂cat-hlsi(pt含量24%),107℃温度下反应;减压除去未反应的烯烃。减压除低沸的温度为142℃,得到长链烷基硅油。

实施例5

消泡速度快、抑泡时间长消泡剂,按质量份数其原料组份包括:

其制备方法为:

准确称取组分量的白矿油、白炭黑、长链烷基硅油、二甲基硅油、乙撑基双硬脂酰胺、56号石蜡、聚乙烯醇以及乳化剂;

将白矿油、白炭黑、乙撑基双硬脂酰胺、56号石蜡以及聚乙烯醇加入至带有搅拌、加热功能的反应釜中,在室温下,搅拌速度为130r/min,搅拌33min;

搅拌时间后,往反应釜中加入长链烷基硅油、二甲基硅油以及乳化剂,将搅拌速度升至310r/min,然后以6℃/min升温速度升温;

升温至130℃,然后保温4h;

保温时间后,停止加热,冷却,将搅拌速度将至为196r/min;

冷却至室温后,出料;

称重,包装。

其中,长链烷基硅油合成方法为:

以阳离子树脂为催化剂,以八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油202和六甲基二硅氧烷为基本原料合成不同链节比和不同聚合度的低含氢硅油;然后以合成的低含氢硅油再与α-烯烃反应,例如:合成的低含氢硅油:α-烯烃=1:1.15,使用25ppm催化剂cat-hlsi(pt含量24%),109℃温度下反应;减压除去未反应的烯烃。减压除低沸的温度为136℃,得到长链烷基硅油。

将实施例1-5制备方法制备的消泡剂进行表征,其实验方法为:

外观

在自然光线下,从侧、下两个方向用目测检查。

ph值

用5.5~9.0的精密ph试纸直接测定,或将固体消泡剂稀释成10%的溶液后测定。

固含量

主要仪器及设备

用称量瓶;

分析天平:最大称量200g,感量0.1mg;

电热鼓风干燥箱:最高温度300℃,控温灵敏度±0.1℃;

干燥器:内盛变色硅胶。

试验步骤

将约1g试样(称量精确至0.0001g装入已恒重的称量瓶,称出试样及称量瓶的总质量;

将此称量瓶置于已升温至105℃的电热鼓风干燥箱内;

2h后取出并置于干燥器内,冷却至室温后,称量。

结果计算

按式(2)计算固含量。

式中:

x——固含量,单位为克每100克(g/100g);

m——称量瓶质量,单位为克(g);

m1——烘前试样与称量瓶质量,单位为克(g);

m2——烘后试样与称量瓶质量,单位为克(g)。

每次试验做二个平行样,试验结果取二次平行试验的算术平均值,二次平行试验结果的差值不应大于0.2%,否则应重新取样进行试验。

1.6消泡效果

1.6.1准备5000ml的烧杯和两个泵头,恒温水浴槽恒温60℃。

1.6.2起泡液:1000ml的4%的氢氧化钠溶液+5ml渗透液+木质素50g混合处理15天的起泡液,取1000ml放进烧杯。

1.6.3开泵,开始记录气泡升至5000ml处的时间,到达5000ml处时加入1g消泡液,记录气泡消泡到达最低处的时间以及气泡重新升至5000ml处的时间(在这段时间内要求一直鼓泵,时间要求不低于30分钟)。到达5000ml处停泵,记录气泡消泡至1500ml处的时间。1.6.4按照以上操作,所要测的本批消泡剂与上批的作对比效果理化性能表征如下:

消泡效果测定:

根据数表中的数据,可以看出,由表可以看出,本消泡剂较申请号为201410740677.9的专利消泡速度快,抑泡时间长,本方法通过使用长链烷基硅油代替该专利中的自乳硅油,达到了意想不到的效果。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本文进行了详细的介绍,应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

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