本發(fā)明屬于消泡劑,具體而言屬于一種硅醚消泡劑及其制備方法。
背景技術(shù):
1、在工業(yè)生產(chǎn)過程中,許多工藝都會產(chǎn)生泡沫,這些泡沫不僅可能影響生產(chǎn)流程的順利進行,還可能對環(huán)境造成不利影響。因此,使用消泡劑去除和抑制泡沫的產(chǎn)生顯得尤為重要。目前,應(yīng)用較廣泛的消泡劑主要有有機硅消泡劑和聚醚消泡劑,它們各有其獨特的優(yōu)缺點。
2、有機硅消泡劑是一類硅氧烷基化合物,通常由有機基團與硅原子和氧原子組成的長鏈狀大分子構(gòu)成。有機硅消泡劑消泡效果優(yōu)異,用量低,可在廣闊的溫度范圍內(nèi)使用。其表面張力一般比水及一般起泡液的表面張力小,這使得它在消泡方面具有更好的效能。但是在某些特定環(huán)境中,有機硅消泡劑可能會造成污染,對某些材料造成不良影響。其中的有機硅化合物可能引發(fā)安全和環(huán)境問題,因此在使用和儲存時需要特別注意。
3、相比之下,聚醚消泡劑安全性相對較高:常用于醫(yī)藥、食品等行業(yè),對人體和環(huán)境相對無害,在某些特定應(yīng)用場景下,聚醚消泡劑可能具有更好的適用性。但是聚醚消泡劑消泡效果不夠理想:特別是對于某些高泡沫液體,其消泡效果可能不如有機硅消泡劑。易于被水洗掉,不能長時間保持消泡效果。
4、當前需要一種兼具兩種消泡劑優(yōu)點的消泡劑。
5、有鑒于此,特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的第一目的在于提供一種硅醚消泡劑,該消泡劑通過特定結(jié)構(gòu)的硅醚化合物與功能性添加劑的協(xié)同作用,實現(xiàn)了快速消泡、長效抑泡的效果,同時具有良好的環(huán)保性和廣泛的適用性。
2、本發(fā)明的第二目的在于提供上述硅醚消泡劑的制備方法,該制備方法簡單,能夠?qū)崿F(xiàn)快速制備產(chǎn)品,同時經(jīng)濟環(huán)保,實現(xiàn)綠色經(jīng)濟。
3、為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的,特采用以下技術(shù)方案:
4、本發(fā)明提供了一種硅醚消泡劑,以質(zhì)量份數(shù)計,主要由以下原料制得:二甲基硅氧烷7-11份、改性聚醚4-12份、催化劑1-7份、乙醇2-6份、脂肪酸酰胺3-17份、硅藻土2-8份,堿液2-8份,去離子水15-35份。
5、優(yōu)選地,作為進一步具體的實施方式,二甲基硅氧烷8-10份、改性聚醚5-10份、催化劑2-5份、乙醇3-5份、脂肪酸酰胺5-15份、硅藻土3-6份,堿液3-6份,去離子水20-30份。
6、優(yōu)選地,作為進一步具體的實施方式,二甲基硅氧烷9份、改性聚醚8份、催化劑3份、乙醇4份、脂肪酸酰胺10份、硅藻土4份,堿液5份,去離子水25份。
7、二甲基硅氧烷和改性聚醚作為反應(yīng)物參與反應(yīng),二者通過縮合反應(yīng)生成產(chǎn)物,二甲基硅氧烷和改性聚醚兩者的含量是相對應(yīng)的,當某一組分過量必然會導致另一個組分含量的降低,最終使生成的產(chǎn)物產(chǎn)生不必要的副產(chǎn)物,從而影響產(chǎn)品的性能。在本發(fā)明中,改性聚醚可以為環(huán)氧乙烷(eo)和環(huán)氧丙烷(po)分別形成均聚長鏈段并在主鏈上間隔排列的聚醚,按照嵌段順序的不同形成epe型或pep型聚醚;或環(huán)氧乙烷(eo)和環(huán)氧丙烷(po)在分子鏈上無規(guī)排列,兩種單體在主鏈上呈隨機分布,沒有一種單體能在分子鏈上形成單獨的較長鏈段的聚醚。
8、在本發(fā)明中乙醇和脂肪酸酰胺作為功能性調(diào)節(jié)劑,二者能夠使硅醚消泡劑更好的與待消泡的物質(zhì)互溶,同時能夠使硅醚消泡劑在待消泡的物質(zhì)中分散更為均勻,從而提高了消泡劑的溶解性和分散性,最終達到提高消泡劑的消泡性能的目的。同時,本發(fā)明對于二者的用量進行了限定,當乙醇或脂肪酸酰胺過量時會對反應(yīng)體系造成影響,反而使消泡劑的溶解性和分散性下降;而當二者的用量較少時,對反應(yīng)體系的改善被限制,同樣會導致其溶解性和分散性下降,使消泡劑難以在待消泡的物質(zhì)中均一穩(wěn)定的存在,適應(yīng)性下降,從而影響其消泡和抑泡效果。
9、在本發(fā)明中硅藻土能夠?qū)ο輨┢鸬椒€(wěn)定的作用,能夠防止消泡劑在長期儲存或使用過程中發(fā)生分解或沉淀,同時還有一定的抑菌作用。在過量的條件下,不僅會造成不必要的浪費,還會導致消泡劑過于粘稠。
10、堿液會對二甲基硅氧烷的交聯(lián)性產(chǎn)生影響,在反應(yīng)體系中加入適量的堿液能夠促進二甲基硅氧烷與改性聚醚的縮合反應(yīng)。
11、優(yōu)選地,作為進一步具體的實施方式,催化劑為硫酸或者樹脂催化劑中的任意一種。
12、優(yōu)選地,作為進一步具體的實施方式,所述堿液為氫氧化鈉溶液;
13、優(yōu)選地,所述堿液為20wt%-30wt%的氫氧化鈉溶液;
14、優(yōu)選地,所述堿液為25wt%的氫氧化鈉溶液。
15、在實際反應(yīng)的過程中可以選擇氫氧化鈉或者氫氧化鉀作為堿液參與反應(yīng),同時需要對其濃度和用量進行限定,堿液過量時,過量的堿液不會對反應(yīng)起到促進作用;而堿液本身具有一定的腐蝕性,造成浪費的同時還容易對環(huán)境造成污染。
16、本發(fā)明還提供了上述硅醚消泡劑的制備方法,包括如下步驟:
17、將二甲基硅氧烷與改性聚醚混合攪拌并加熱,隨后加入催化劑,持續(xù)攪拌,得到硅醚主體;
18、將所述硅醚主體降溫,加入乙醇和脂肪酸酰胺持續(xù)攪拌25min-35min;
19、保持降溫后的溫度,加入硅藻土,持續(xù)攪拌1h-2h;
20、最后加入去離子水,降溫至25℃-35℃,持續(xù)攪拌,即得。
21、優(yōu)選地,攪拌時間為30min;
22、優(yōu)選地,攪拌持續(xù)2h;
23、優(yōu)選地,降溫至25℃。
24、在本發(fā)明中先加入反應(yīng)物使其充分混合,隨后向其中加入催化劑催化反應(yīng)的進行,隨后加入功能性調(diào)節(jié)劑對反應(yīng)產(chǎn)物進行改善,最后加入硅藻土對產(chǎn)品進行穩(wěn)定增稠,最后加入部分離子水,對消泡劑進行調(diào)節(jié)。
25、優(yōu)選地,作為進一步具體的實施方式,所述改性聚醚混合攪拌并加熱的步驟中,加熱的溫度為117℃-123℃;
26、優(yōu)選地,加熱溫度為120℃。
27、優(yōu)選地,作為進一步具體的實施方式,所述將硅醚主體降溫的步驟中,降溫的溫度為40℃-50℃;
28、優(yōu)選地,降溫的溫度為45℃。
29、優(yōu)選地,作為進一步具體的實施方式,所述降溫至25℃-35℃,持續(xù)攪拌的步驟中,攪拌的時間為25min-35min;
30、優(yōu)選地,攪拌時間為30min。
31、優(yōu)選地,作為進一步具體的實施方式,所述加入催化劑,持續(xù)攪拌的步驟中,攪拌的時間為3h-4h;
32、優(yōu)選地,攪拌時間為4h。
33、在本發(fā)明中對于反應(yīng)溫度和攪拌時間進行了限定,一方面過高的溫度會容易導致反應(yīng)物自身發(fā)生分解,無法制得消泡劑;另一方面,過高的溫度會導致反應(yīng)過于劇烈,使反應(yīng)難以控制;最后當反應(yīng)溫度超過限定值時,容易產(chǎn)生未知且難以分離的有機物,從而無法得到消泡劑。
34、而對于攪拌時間而言,超時攪拌容易導致反應(yīng)體系產(chǎn)生氣泡,從而降低消泡劑的品質(zhì)。
35、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
36、(1)本發(fā)明的消泡劑通過二甲基硅氧烷與改性聚醚縮合反應(yīng)制得,具有優(yōu)異的疏水性和低表面張力,能夠快速鋪展于泡沫表面并破壞其穩(wěn)定性。從而實現(xiàn)快速消泡、長效抑泡,同時具有良好的環(huán)保性和廣泛的適用性。
37、(2)本發(fā)明的制備方法簡單,能夠有效的減少環(huán)境的污染,同時提高制備的效率、保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。