本發(fā)明涉及一種高效有機(jī)硅消泡劑的制備方法，屬于消泡劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量產(chǎn)生的氣泡會帶來麻煩，例如影響生產(chǎn)效率，導(dǎo)致設(shè)備損壞，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致生產(chǎn)無法進(jìn)行，在工業(yè)廢水、生活污水、電鍍廢水、印染廢水、石化廢水、制糖廢水、淀粉廢水、酒精廢液、造紙黑液等工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，氣泡的影響尤為普遍，均需要解決消泡問題。廢水處理過程中的消泡屬于水性體系消泡，目前常用的消泡劑多為有機(jī)硅消泡劑，其具有與水性體系相容性好、成本低及表面張力低、消泡迅速、抑泡時間長、揮發(fā)性小、耐高溫等苛刻條件、適應(yīng)性廣的特點。

在水性體系中應(yīng)用的有機(jī)硅消泡劑一般為乳液形式，將難溶于水的有機(jī)硅等活性物質(zhì)通過乳化劑、水等乳化制成水包油型乳液，加入起泡體系后，具有消泡活性的有機(jī)硅可有效分散在水相中，充分發(fā)揮消泡作用。但現(xiàn)有的有機(jī)硅消泡劑稀釋穩(wěn)定性和消泡持久性差，易發(fā)生漂油或破乳，其中的有機(jī)硅在廢水處理過程中因廢水受到劇烈攪動而逐漸分離析出，使消泡活性降低、消泡持久性不佳，往往導(dǎo)致需要重復(fù)添加消泡劑，從而使廢水處理成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)有機(jī)硅消泡劑存在稀釋穩(wěn)定性和消泡持久性差，易發(fā)生漂油或破乳，其中的有機(jī)硅在廢水處理過程中因廢水受到劇烈攪動而逐漸分離析出，使消泡活性降低、消泡持久性不佳的缺陷，提供了一種高效有機(jī)硅消泡劑的制備方法，本發(fā)明以低含氫硅油為原料，經(jīng)第一步酯化改性，第二步烷基改性有機(jī)硅油，制得具有廣泛的相容性、耐高溫、較低的穩(wěn)泡性、較小的重涂問題的酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，再以甲基三甲氧基硅烷為原料，硅烷偶聯(lián)劑為改性劑，通過堿催化水解縮聚法制得聚甲基倍半硅氧烷微粉，并與白炭黑等裝入反應(yīng)釜中進(jìn)行恒溫攪拌，待加入羧甲基纖維素鈉水溶液后轉(zhuǎn)入高剪切乳化機(jī)中進(jìn)行剪切，即得高效有機(jī)硅消泡劑，本發(fā)明通過制備得到消泡劑消泡速度快、抑泡時間長、分散性能優(yōu)異且消泡持久性能突出，產(chǎn)品稀釋穩(wěn)定性佳，不易破乳，不漂油，且制備方法簡單、成本低。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）量取100～120mL活潑氫含量為0.1～0.2%的低含氫硅油，3～5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%氯鉑酸異丙醇溶液，加入反應(yīng)釜中，在氮氣氛圍下，以300～400r/min攪拌20～30min，隨后加熱至100～105℃，再以1～5mL/min滴加500～600mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%丙烯酸酯異丙醇溶液，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)3～5h，得酯化改性有機(jī)硅油；

（2）向上述酯化改性有機(jī)硅油中，加入2～4mL乙酸，1～2g硫代硫酸鈉，并以300～400r/min攪拌15～20min，再以1～3mL/min滴加400～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%丙烯異丙醇溶液，同時加熱至120～125℃，保溫反應(yīng)5～6h，隨后減壓蒸餾脫除低沸物，得酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，備用；

（3）量取12～15mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入600～800mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以300～400r/min攪拌1～2h后，在0～4℃恒溫水浴下，以1～2mL/min滴加200～240mL甲基三甲氧基硅烷，持續(xù)攪拌6～8h，隨后過濾，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣3～5次，再將濾渣置于干燥箱中，在70～80℃下干燥4～6h，并裝入研缽中研磨1～2h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉；

（4）按重量份數(shù)計，稱取1～3份上述聚甲基倍半硅氧烷微粉，25～30份步驟（2）制備的酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，1～4份白炭黑，裝入反應(yīng)釜中，加熱至150～160℃，并以2000～3000r/min恒溫攪拌2～3h，得有機(jī)硅膏；

（5）稱取300～350g有機(jī)硅膏，18～20g司班80，20～25g吐溫80，加入反應(yīng)釜中，加熱至80～90℃，以300～400r/min攪拌20～30min，再加入600～650mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%羧甲基纖維素鈉水溶液，并以600～800r/min攪拌1～2h，隨后轉(zhuǎn)入高剪切乳化機(jī)中，以8000～10000r/min剪切15～20min，得高效有機(jī)硅消泡劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：將本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑在室溫下投加至所含泡沫的廢水中，控制投加量為0.4～0.6kg/t，隨后按600～800r/min攪拌10～15min，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑比常規(guī)方法生產(chǎn)的有機(jī)硅消泡劑的使用效果及性價比更優(yōu)，消泡效率可達(dá)98～99%，且穩(wěn)定時間延長15～18%，具有操作簡單，綠色環(huán)保，安全無毒，性價比高的優(yōu)點。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑制備工藝簡單，原料易得，制備的有機(jī)硅消泡劑在保持良好消抑泡性能的同時，具有高效、穩(wěn)定、耐堿和耐熱的特點；

（2）本發(fā)明制得的高效有機(jī)硅消泡劑具有穩(wěn)定性好，消泡速度快，用量少，無毒無味的特點，在造紙、油墨、涂料、化工等行業(yè)中消除及抑制泡沫具有優(yōu)良的使用效果。

具體實施方式

量取100～120mL活潑氫含量為0.1～0.2%的低含氫硅油，3～5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%氯鉑酸異丙醇溶液，加入反應(yīng)釜中，在氮氣氛圍下，以300～400r/min攪拌20～30min，隨后加熱至100～105℃，再以1～5mL/min滴加500～600mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%丙烯酸酯異丙醇溶液，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)3～5h，得酯化改性有機(jī)硅油；向上述酯化改性有機(jī)硅油中，加入2～4mL乙酸，1～2g硫代硫酸鈉，并以300～400r/min攪拌15～20min，再以1～3mL/min滴加400～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%丙烯異丙醇溶液，同時加熱至120～125℃，保溫反應(yīng)5～6h，隨后減壓蒸餾脫除低沸物，得酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，量取12～15mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入600～800mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以300～400r/min攪拌1～2h后，在0～4℃恒溫水浴下，以1～2mL/min滴加200～240mL甲基三甲氧基硅烷，持續(xù)攪拌6～8h，隨后過濾，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣3～5次，再將濾渣置于干燥箱中，在70～80℃下干燥4～6h，并裝入研缽中研磨1～2h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉；按重量份數(shù)計，稱取1～3份上述聚甲基倍半硅氧烷微粉，25～30份酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，1～4份白炭黑，裝入反應(yīng)釜中，加熱至150～160℃，并以2000～3000r/min恒溫攪拌2～3h，得有機(jī)硅膏；稱取300～350g有機(jī)硅膏，18～20g司班80，20～25g吐溫80，加入反應(yīng)釜中，加熱至80～90℃，以300～400r/min攪拌20～30min，再加入600～650mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%羧甲基纖維素鈉水溶液，并以600～800r/min攪拌1～2h，隨后轉(zhuǎn)入高剪切乳化機(jī)中，以8000～10000r/min剪切15～20min，得高效有機(jī)硅消泡劑。

實例1

7.量取100mL活潑氫含量為0.1%的低含氫硅油，3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%氯鉑酸異丙醇溶液，加入反應(yīng)釜中，在氮氣氛圍下，以300r/min攪拌20min，隨后加熱至100℃，再以1mL/min滴加500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%丙烯酸酯異丙醇溶液，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)3h，得酯化改性有機(jī)硅油；向上述酯化改性有機(jī)硅油中，加入2mL乙酸，1g硫代硫酸鈉，并以300r/min攪拌15min，再以1mL/min滴加400mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%丙烯異丙醇溶液，同時加熱至120℃，保溫反應(yīng)5h，隨后減壓蒸餾脫除低沸物，得酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，量取12mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入600mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以300r/min攪拌1h后，在0℃恒溫水浴下，以1mL/min滴加200mL甲基三甲氧基硅烷，持續(xù)攪拌6h，隨后過濾，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣3次，再將濾渣置于干燥箱中，在70℃下干燥4h，并裝入研缽中研磨1h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉；按重量份數(shù)計，稱取1份上述聚甲基倍半硅氧烷微粉，25份酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，1份白炭黑，裝入反應(yīng)釜中，加熱至150℃，并以2000r/min恒溫攪拌2h，得有機(jī)硅膏；稱取300g有機(jī)硅膏，18g司班80，20g吐溫80，加入反應(yīng)釜中，加熱至80℃，以300r/min攪拌20min，再加入600mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%羧甲基纖維素鈉水溶液，并以600r/min攪拌1h，隨后轉(zhuǎn)入高剪切乳化機(jī)中，以8000r/min剪切15min，得高效有機(jī)硅消泡劑。

將0.2g本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑滴加到50ml的發(fā)泡液中，震動20下，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑比常規(guī)方法生產(chǎn)的有機(jī)硅消泡劑的使用效果及性價比更優(yōu)，消泡效率可達(dá)98%，且穩(wěn)定時間延長15%，具有操作簡單，綠色環(huán)保，安全無毒，性價比高的優(yōu)點。

實例2

量取120mL活潑氫含量為0.2%的低含氫硅油，5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%氯鉑酸異丙醇溶液，加入反應(yīng)釜中，在氮氣氛圍下，以400r/min攪拌30min，隨后加熱至105℃，再以5mL/min滴加600mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%丙烯酸酯異丙醇溶液，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)5h，得酯化改性有機(jī)硅油；向上述酯化改性有機(jī)硅油中，加入4mL乙酸，2g硫代硫酸鈉，并以350r/min攪拌20min，再以3mL/min滴加500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%丙烯異丙醇溶液，同時加熱至125℃，保溫反應(yīng)6h，隨后減壓蒸餾脫除低沸物，得酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，量取15mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入800mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以400r/min攪拌2h后，在4℃恒溫水浴下，以2mL/min滴加240mL甲基三甲氧基硅烷，持續(xù)攪拌8h，隨后過濾，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣5次，再將濾渣置于干燥箱中，在80℃下干燥6h，并裝入研缽中研磨2h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉；按重量份數(shù)計，稱取3份上述聚甲基倍半硅氧烷微粉，30份酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，4份白炭黑，裝入反應(yīng)釜中，加熱至160℃，并以3000r/min恒溫攪拌3h，得有機(jī)硅膏；稱取350g有機(jī)硅膏，19g司班80，25g吐溫80，加入反應(yīng)釜中，加熱至90℃，以400r/min攪拌30min，再加入650mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%羧甲基纖維素鈉水溶液，并以800r/min攪拌2h，隨后轉(zhuǎn)入高剪切乳化機(jī)中，以10000r/min剪切20min，得高效有機(jī)硅消泡劑。

將0.3g本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑滴加到50ml的發(fā)泡液中，震動30下，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑比常規(guī)方法生產(chǎn)的有機(jī)硅消泡劑的使用效果及性價比更優(yōu)，消泡效率可達(dá)98.5%，且穩(wěn)定時間延長18%，具有操作簡單，綠色環(huán)保，安全無毒，性價比高的優(yōu)點。

實例3

量取110mL活潑氫含量為0.2%的低含氫硅油，4mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%氯鉑酸異丙醇溶液，加入反應(yīng)釜中，在氮氣氛圍下，以350r/min攪拌25min，隨后加熱至103℃，再以3mL/min滴加550mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%丙烯酸酯異丙醇溶液，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)4h，得酯化改性有機(jī)硅油；向上述酯化改性有機(jī)硅油中，加入3mL乙酸，2g硫代硫酸鈉，并以350r/min攪拌18min，再以2mL/min滴加450mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%丙烯異丙醇溶液，同時加熱至123℃，保溫反應(yīng)6h，隨后減壓蒸餾脫除低沸物，得酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，量取14mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入700mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以350r/min攪拌2h后，在2℃恒溫水浴下，以2mL/min滴加220mL甲基三甲氧基硅烷，持續(xù)攪拌7h，隨后過濾，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣4次，再將濾渣置于干燥箱中，在75℃下干燥5h，并裝入研缽中研磨2h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉；按重量份數(shù)計，稱取2份上述聚甲基倍半硅氧烷微粉，28份酯化及烷基共改性有機(jī)硅油，3份白炭黑，裝入反應(yīng)釜中，加熱至155℃，并以2500r/min恒溫攪拌3h，得有機(jī)硅膏；稱取330g有機(jī)硅膏，19g司班80，23g吐溫80，加入反應(yīng)釜中，加熱至85℃，以350r/min攪拌25min，再加入625mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%羧甲基纖維素鈉水溶液，并以700r/min攪拌2h，隨后轉(zhuǎn)入高剪切乳化機(jī)中，以9000r/min剪切18min，得高效有機(jī)硅消泡劑。

將0.3g本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑滴加到50ml的發(fā)泡液中，震動25下，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高效有機(jī)硅消泡劑比常規(guī)方法生產(chǎn)的有機(jī)硅消泡劑的使用效果及性價比更優(yōu)，消泡效率可達(dá)99%，且穩(wěn)定時間延長17%，具有操作簡單，綠色環(huán)保，安全無毒，性價比高的優(yōu)點。