專利名稱：一種非硅消泡劑的制備及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)組合物及其制備方法，更準(zhǔn)確地說是一種非有機(jī)硅消泡劑的制備，消泡劑是一種精細(xì)化學(xué)品添加劑。因此，屬于精細(xì)化工制劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
消泡劑是一種精細(xì)化學(xué)品添加劑，它的主要功能包括消泡和抑泡兩個方面。一個好的消泡劑除了本身要具備優(yōu)良的消抑泡性能之外，還要求與其它助劑之間有優(yōu)良的的兼容性，以及在起泡體系中的穩(wěn)定性等。有機(jī)硅消泡劑主要借助于硅油分子中連接于硅原子之間的氧原子能與水形成一定強(qiáng)度的氫鍵，從而具備了較低的表面張力，促使硅油分子很容易鋪展。S·Ross和Woods等人就此提出的鋪展系數(shù)和浸入系數(shù)的基本觀點(diǎn)。正是因?yàn)榇?，有機(jī)硅消泡劑作為第三代消泡劑才深受國內(nèi)外消泡劑研究者的關(guān)注。非有機(jī)硅消泡劑主要包括脂肪醇、脂肪酸(酯)、金屬皂、酰胺、聚醚、礦物油等組分，但是由于它們的表面張力比硅油高，不易在泡膜表面鋪展開來，因此消抑泡性能不如有機(jī)硅的好。有的組分，如磷酸三丁酯，具備消泡性能但是不具備抑泡性能，碰到這種情況使用者必定要不斷地向起泡體系中添加消泡劑，這就大大提高了使用成本，這也是消泡劑的生產(chǎn)廠家始終將有機(jī)硅消泡劑作為研究重點(diǎn)的一個原因。
當(dāng)然，有機(jī)硅消泡劑的添加量少、表面張力小、無生理活性、安全性高等特點(diǎn)是無可非議，但是在有些行業(yè)中硅油表面張力較低鋪展性能較好就成了有機(jī)硅消泡劑的缺點(diǎn)，這些主要集中于一些條件苛刻，如強(qiáng)堿高溫體系中。這些行業(yè)主要包括電路板清洗、鋼板清洗、涂料、涂布等行業(yè)。
印制電路板(PCB)生產(chǎn)過程中的干膜工序，是通過顯影液除去來曝光的干膜。干膜為感光絕緣樹脂，顯影液為0.9～1.5％的碳酸鈉溶液。由于干膜不斷溶解，顯影液在循環(huán)系統(tǒng)噴淋過程中產(chǎn)生一定的泡沫，泡沫達(dá)到一定的程度就會影響顯影的質(zhì)量，給生產(chǎn)造成不便。因此工業(yè)生產(chǎn)過程中，開缸時常需添加一定量的消泡劑，以抑制泡沫的產(chǎn)生。鋼板清洗過程一般要經(jīng)過清洗、脫脂、除銹、表面調(diào)整、磷化、潤滑、著色和干燥等工序，在清洗過程中由于采用到陰離子和非離子表面活性劑組成的清洗劑，很容易在清洗時產(chǎn)生大量的泡沫，這些泡沫不及時消除會引起一系列的危害。目前，有的廠家應(yīng)用有機(jī)硅消泡劑，也有的廠家使用非有機(jī)硅消泡劑，有機(jī)硅消泡劑在使用環(huán)境下很容易破乳，因而在鋼板上形成“硅斑”，影響磷化和噴涂的質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)品的缺陷。相比而言，使用非硅消泡劑沒有這些問題，更受青睞，但是非硅消泡劑存在著消抑泡性能不佳的缺陷。本發(fā)明專利就是針對此進(jìn)行研究的，通過實(shí)驗(yàn)室初步測試和現(xiàn)場試驗(yàn)表明，本發(fā)明的非有機(jī)硅消泡劑具有消抑泡性能優(yōu)良、穩(wěn)定性好、添加量少、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，在涂料、涂布、金屬清洗、電路板清洗中都能應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的非有機(jī)硅本體消泡劑。在金屬清洗工序中能表現(xiàn)出優(yōu)良的消抑泡性能，由于本消泡劑不含有機(jī)硅，因此具有安全、穩(wěn)定、高效等優(yōu)點(diǎn)。除此之外，本發(fā)明的消泡劑還可用于建筑涂料、電路板清洗和造紙涂布等加工工序。
一種非有機(jī)硅消泡劑，它由下列組份組成(1)載體。包括礦物油、聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚等；(2)主要消泡物。主要包括疏水白炭黑、硬脂酸鋁、乙基撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、MQ硅樹脂等微細(xì)粒子；(3)消泡增效劑。主要指經(jīng)過特殊改性的聚醚；(4)稀釋劑。主要包括礦物油，可以與(1)相同，也可以與(1)不同；(5)乳化劑，主要指非離子型的表面活性劑。
本發(fā)明的非有機(jī)硅消泡劑，其特征在于其中所述的載體主要是用來分散主要消泡物和消泡增效劑。它一般可以包括烴類化合物如蠟、基礎(chǔ)油、機(jī)械油、烷基苯、液蠟等物質(zhì)，也可以是結(jié)構(gòu)通式為R1O(EO)X(PO)YR2，其中，其中X為0～100，Y為1～200，R1可以為烷基(甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、C16～C28的高碳醇基等)、芳基(苯基、甲苯基、苯甲基等)、烯烴基(包括乙烯基、丙烯基等)和氫原子；R2可以為氫、烷基(甲基或丁基)或者?；?。用量一般為整個消泡劑的20～40％，優(yōu)選30～35％。
本發(fā)明的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述的主要消泡物包括白炭黑、硬脂酸鋁、EBS和MQ樹脂，它們可以用其中的任何一種，也可以同時用兩種或者三種。白炭黑是要經(jīng)過疏水處理的，白炭黑的比表面積至少為150m2/g。MQ樹脂的比值一般為0.4～1.2為宜。主要消泡物的用量一般為整個消泡劑的3～10％，優(yōu)選5～7％。
本發(fā)明的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述的消泡增效劑主要指一些經(jīng)過特殊改性的聚醚，這種特殊改性的聚醚主要是由聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚合物與一些特殊的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而制得的，改性后的聚醚通式為R3O(EO)P(PO)QR4，其中，其中P為0～100，Q為1～200，R3可以為烷基(甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、C16～C28的高碳醇基等)、芳基(苯基、甲苯基、苯甲基等)、烯烴基(包括乙烯基、丙烯基等)和氫原子；R4可以為氫、烷基(甲基、丁基或硅烷基)或者?；Ｌ胤N聚醚主要起到抑泡的作用，用量為20～40％，優(yōu)選25～35％。
本發(fā)明的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述的稀釋劑主要也指礦物油類的物質(zhì)，它一般可以包括烴類化合物如粗蠟、基礎(chǔ)油、烷基苯、機(jī)械油、液蠟等物質(zhì)，用量為20～50％，優(yōu)選35～45％。
本發(fā)明的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述的乳化劑是非離子乳化劑，乳化劑可以是烷基酚聚氧乙烯系列、脂肪醇聚氧乙烯酯系列或者油酸聚氧乙烯醚系列，其HLB值為8～10，其用量為整個消泡劑的3～5％。
本發(fā)明的非有機(jī)硅消泡劑的制備方法如下將載體和主要消泡物加入反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，緩慢升溫，溫度升到90～200℃，保溫0.5～2h。向其中加入稀釋劑，溫度降至100℃以下，加入消泡增效劑，攪拌均勻后繼續(xù)降溫至70℃以下，加入乳化劑，混合均勻，即得本發(fā)明非有機(jī)硅消泡劑。
本發(fā)明中的非有機(jī)硅消泡劑由主要消泡物和消泡增效劑分散在分散介質(zhì)中而形成的，并通過一些特定結(jié)構(gòu)的聚醚為改善消抑泡性能，從而兼顧了消抑泡性能和安全穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將粘度為40mPas的液蠟50份和硬脂酸鋁4份加入反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，緩慢升溫，溫度升到115～120℃，保溫1h。向其中加入30份烷基苯，溫度降至90℃，加入疏水白炭黑3份，并在85～90℃保溫1h。保溫結(jié)束后，降溫至50℃附近加入特種改性聚醚10份，攪拌均勻后再加入3份TX-7，混合均勻，即得本發(fā)明消泡劑A。
實(shí)施例2將烷基苯30份和硬脂酸鋁2份和EBS 3份加入反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，緩慢升溫，溫度升到135～140℃，保溫30min。向其中加入40份基礎(chǔ)油，溫度降至90℃，加入疏水白炭黑2份，并在85～90℃保溫1h。保溫結(jié)束后，降溫至50℃附近加入特種改性聚醚20份，攪拌均勻后再加入4份NP-6，混合均勻，即得本發(fā)明消泡劑B。
消泡劑的性能測試方法1.在實(shí)驗(yàn)室模擬金屬清洗環(huán)境下的測定測試設(shè)備2500ml容器，恒溫槽，循環(huán)水泵，流量計，秒表測試溫度65℃測試方法2500ml容器中加入約1700mlpH為13的十二烷基苯磺酸鈉(1.0％)溶液，在65℃時恒溫，用循環(huán)水泵把十二烷基苯磺酸鈉(1.0％)溶液從容器底部抽到距容器水面約300mm處，用噴嘴噴射到水面，產(chǎn)生大量泡沫，當(dāng)泡沫達(dá)到2000ml處，滴加一定量的消泡劑，記錄泡沫降低的高度和時間，測量評估消泡劑的消泡有效性。然后記錄泡沫升至一定高度的時間，可得抑泡性能。
測試結(jié)果幾種消泡劑樣品的消抑泡效果測試

2.在實(shí)驗(yàn)室模擬電路板清洗環(huán)境下的測定測試設(shè)備2500ml容器，恒溫槽，空氣水泵，流量計，秒表測試溫度60℃測試時空氣流量80l/h測試時消泡劑用量0.015g測試方法在500ml容器中加入約200ml的十二烷基苯磺酸鈉(1.0％)，并加入起泡液量4％的氫氧化鈉，65℃恒溫。向起泡液中加入消泡劑，開啟空氣泵和秒表，記錄泡沫升至一定高度的時間。
測試結(jié)果專利消泡劑樣品的消抑泡效果測試

權(quán)利要求
1.一種非有機(jī)硅消泡劑，它由下列組份組成(1)載體。包括礦物油、聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚等；(2)主要消泡物。主要包括疏水白炭黑、硬脂酸鋁、乙基撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、MQ硅樹脂等微細(xì)粒子；(3)消泡增效劑。主要指經(jīng)過特殊改性的聚醚；(4)稀釋劑。主要包括礦物油，可以與(1)相同，也可以與(1)不同；(5)乳化劑，主要指非離子型的表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非有機(jī)硅消泡劑，其特征在于其中所述的載體的結(jié)構(gòu)通式為R1O(EO)X(PO)YR2，其中，其中X為0～100，Y為1～200，R1可以為烷基(甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、C16～C28的高碳醇基等)、芳基(苯基、甲苯基、苯甲基等)、烯烴基(包括乙烯基、丙烯基等)和氫原子；R2可以為氫、烷基(甲基或丁基)或者?；?。用量一般為整個消泡劑的20～40％，優(yōu)選30～35％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述的主要消泡物包括白炭黑、硬脂酸鋁、EBS和MQ樹脂，它們可以用其中的任何一種，也可以同時用兩種或者三種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述白炭黑是要經(jīng)過疏水處理的，白炭黑的比表面積至少為150m2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述MQ樹脂的比值一般為0.4～1.2為宜。主要消泡物的用量一般為整個消泡劑的3～10％，優(yōu)選5～7％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述的消泡增效劑主要指一些經(jīng)過特殊改性的聚醚，改性后的聚醚通式為R3O(EO)P(PO)QR4，其中，其中P為0～100，Q為1～200，R3可以為烷基(甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、C16～C28的高碳醇基等)、芳基(苯基、甲苯基、苯甲基等)、烯烴基(包括乙烯基、丙烯基等)和氫原子；R4可以為氫、烷基(甲基、丁基或硅烷基)或者?；Ｌ胤N聚醚主要起到抑泡的作用，用量為20～40％，優(yōu)選25～35％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述的稀釋劑主要也指礦物油類的物質(zhì)，它一般可以包括烴類化合物如粗蠟、基礎(chǔ)油、烷基苯、機(jī)械油、液蠟等物質(zhì)，用量為20～50％，優(yōu)選35～45％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非有機(jī)硅消泡劑，其中所述的乳化劑是非離子乳化劑，乳化劑可以是烷基酚聚氧乙烯系列、脂肪醇聚氧乙烯酯系列或者油酸聚氧乙烯醚系列，其HLB值為8～10，其用量為整個消泡劑的3～5％。
9.一種非有機(jī)硅消泡劑制備方法，其特征在于它包括下列步驟將載體和主要消泡物加入反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，緩慢升溫，溫度升到90～200℃，保溫0.5～2h。向其中加入稀釋劑，溫度降至100℃以下，加入消泡增效劑，攪拌均勻后繼續(xù)降溫至70℃以下，加入乳化劑，混合均勻，即得本發(fā)明非有機(jī)硅消泡劑。
全文摘要
本專利發(fā)明了一種非有機(jī)硅消泡劑，它主要包括載體、主要消泡物、消泡增效劑、稀釋劑和乳化劑，其制備方法是將載體和主要消泡物加入反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，緩慢升溫，溫度升到90～200℃，保溫0.5～2h。向其中加入稀釋劑，溫度降至100℃以下，加入消泡增效劑，攪拌均勻后繼續(xù)降溫至70℃以下，加入乳化劑，混合均勻，即得本發(fā)明非有機(jī)硅消泡劑。本發(fā)明消泡劑解決了非硅類消泡劑存在消抑泡性能不佳的缺陷，同時具備性能優(yōu)良、穩(wěn)定性好、添加量少、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，在建筑涂料、造紙涂布、金屬清洗、電路板清洗中都能應(yīng)用。
文檔編號B01F17/00GK1762531SQ200510094590
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者吳飛, 曹治平 申請人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司