專利名稱：：水乳液型非硅類消泡劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及消泡劑及其制備方法，具體涉及一種應(yīng)用于水基體系的水乳液型非硅類消泡劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：眾所周知，溶劑體系已進(jìn)入成熟期并開始向衰退期過渡，而近年來在環(huán)保、安全和健康的市場要求下，水基體系的涂料和油墨等因具有的獨(dú)特優(yōu)勢已成為目前最具發(fā)展前景的品種，水基體系正處于成長期，發(fā)展速度很快，品種質(zhì)量日趨完善，其地位與技術(shù)正在不斷的提高，極有可能完全取代其他油墨并占領(lǐng)印刷市場，越來越受到重視，使用面逐漸擴(kuò)大。在中國，水基體系所占的比例仍然較低，處于研發(fā)和生產(chǎn)的初步階段，尤其是由于水基體系中高含量的乳化劑和分散劑的存在，會產(chǎn)生大量泡沫，消泡與抑泡是體系很重要的問題。市場上消泡劑種類繁多，有低碳醇、礦物油、有機(jī)極性化合物及硅樹脂等。相比較而言，有機(jī)硅類的消泡劑被認(rèn)為是水性體系中高效的消泡劑。目前國內(nèi)外也有很多關(guān)于水基體系的消泡劑專利，像CN1919936A、US6686320、CN1676544等，這些均為有機(jī)硅或者硅聚醚類消泡劑，還有礦物油類消泡劑。雖然已知的消泡劑能夠很好的被利用來抑制和消除水基體系中的泡沫，但還存在一些尚不能滿足或未能滿足的要求，如此類消泡劑以與水相不相容而達(dá)到消泡目的，若處理不好容易產(chǎn)生涂膜表面缺陷，且穩(wěn)定性不能達(dá)到滿意的效果，其不能兼顧消泡能力、抑泡能力、潤濕能力、體系穩(wěn)定性和相容性等。消泡劑的核心是消泡活性物質(zhì)，它直接決定了消泡劑產(chǎn)品的性能。專利CN95101894.9中介紹的炔醇類表面活性劑是近十多年來開發(fā)的新型非離子表面活性劑，非離子表面活性劑具有洗滌、分散、潤濕、增溶等作用，但某一種表面活性劑在實(shí)際應(yīng)用中往往只能發(fā)揮一種作用，而其它性能會受到限制或是抑制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種水乳液型非硅類消泡劑及其制備方法，通過本發(fā)明方法制備的消泡劑中的各組分協(xié)同增效，使消泡劑穩(wěn)定性好、表面張力小、表面活性高、消泡能力強(qiáng)、抑泡時間長、用量小。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是消泡劑由消泡活性物質(zhì)、浮化物質(zhì)和分散介質(zhì)組成；其中的消泡活性物質(zhì)由炔醇類、高級脂肪醇和甘油聚醚組成，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的25-50%;其中的浮化物質(zhì)由陰離子浮化劑和非離子乳化劑組成，乳化物質(zhì)為總質(zhì)量的5-10%;其中的分散介質(zhì)由水和乙二醇組成，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的40-70%。其中，所述的炔醇類活性物質(zhì)為炔醇或炔二醇，以炔二醇為佳，包括甲基丁炔醇、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、3，5-二甲基-1-己炔-3-醇或3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇，炔醇為總質(zhì)量的5-10%，以6-8%為佳。其中，所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)為C7-C30的長鏈醇，以C7-C16為佳，包括4-甲基-2_己醇、異辛醇、3-庚醇、異構(gòu)十三醇、2_己基癸醇、十四醇或十六醇，高級脂肪醇為總質(zhì)量的5-15%，以8-15%為佳。其中，所述甘油聚醚為聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚，甘油聚醚為總質(zhì)量的15-25%，以15-20%為佳。其中，所述的乳化物質(zhì)為陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑，HLB值為7-18，以8-12為佳，包括烷基酚乙氧基化物、脂肪酸烷氧基化物、脫水山梨糖醇烷基酯、烷基苯磺酸鹽、脂肪醇硫酸鹽、聚氧乙烯聚氧丙稀嵌段共聚物或聚乙烯醇，浮化物質(zhì)為總質(zhì)量的5-10%，以6-8%為佳。其中，所述的分散介質(zhì)中的乙二醇的用量為總質(zhì)量的1_5%。其中，所述的水乳液型非硅類消泡劑的制備方法為將乳化物質(zhì)和消泡活性物質(zhì)溶于分散介質(zhì)中，30-5(TC高速攪拌0.5-2小時形成預(yù)乳化液，預(yù)乳化液再通過均化器均化2-3小時即得消泡劑。其中，所述的消泡劑為穩(wěn)定的細(xì)乳液體系，粒徑為200nm。其中，炔醇類的通式為RfeCR2，Rl和R2分別為相同或者不同的脂肪醇基；所述的炔醇是一類多功能的新型非離子表面活性劑，炔醇類物質(zhì)不僅是消泡活性物質(zhì)，而且可以充當(dāng)表面活性劑和潤濕劑，炔醇類物質(zhì)的用量對產(chǎn)品性能有決定性作用，因其國內(nèi)生產(chǎn)較少，主要依靠進(jìn)口，價格昂貴，因此選擇合適用量以降低成本。其中，高級脂肪醇的通式為ROH，R為C7-C30的烴基。其中，甘油聚醚的結(jié)構(gòu)通式為R{0(EO)m(PO)nH}3，R為CH2CH2CH2，m和n代表環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合度，為1-50的整數(shù)，分子量為500-2000。其中，所述的乳化物質(zhì)的使用必須兼顧乳液的穩(wěn)定性和消抑泡性能；如果用量太少，乳液的穩(wěn)定性將變差，與應(yīng)用體系的相容性也會變差；如果用量太多，則影響消泡劑的消泡和抑泡性能。其中，本發(fā)明消泡劑的生產(chǎn)原料均可從市場購買得到。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.炔醇與高級脂肪醇和甘油聚醚復(fù)配時，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，可以增強(qiáng)這兩種物質(zhì)的消泡與抑泡能力，使得消泡劑表面張力小，表面活性高，消泡能力強(qiáng)，抑泡時間長，用量小，而且乳液體系的粒徑只有200nm，使得更小量的消泡劑具有很強(qiáng)的作用。2.因?yàn)椴捎昧讼冗M(jìn)的均化技術(shù)和微乳液技術(shù)，將消泡活性物質(zhì)粉碎成納米級液滴，有足夠的乳化劑吸附在液滴表面維持液滴的穩(wěn)定，使得消泡劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以放置三個月以上而不分層。3.本發(fā)明的消泡劑使用的表面活性劑與水基體系的表面活性劑有良好的兼容性和相容性，不會有化學(xué)沖突，使得其在水基體系中容易分散，且能保持較小的液滴，不易聚集成大消泡劑液滴，避免分散不良而導(dǎo)致不良后果。4.炔醇的分子量低，較易擴(kuò)散.分散性好，烴基中的支鏈基團(tuán)基本上都是小基團(tuán)甲基，結(jié)構(gòu)中又有兩個極性基團(tuán)，這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予炔醇以良好的潤濕性；炔醇中的烴支鏈減弱了相鄰分子間的吸引力，在氣液界面形成可壓縮、易透氣的擴(kuò)展膜，因而本身不易形成泡沫，具有一定的消泡能力；炔醇的消泡和潤濕使得本發(fā)明的消泡劑具有優(yōu)異的消泡性能和良好的潤濕性能。5.本發(fā)明的制備方法簡單，易操作，具有很好的耐酸耐堿性，原料來源方便，性價比高。具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例說明本發(fā)明的技術(shù)解放方案，實(shí)施例不能理解為對本發(fā)明技術(shù)解決方案的限制。實(shí)施例1:將1份乙二醇與48份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至30°C并保持，將8份4-辛基酚乙氧基化物、8份甲基丁炔醇、15份4-甲基-2-己醇和20份聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌1小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化2.5小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例2:將1份乙二醇與62份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至5(TC并保持，將6份脂肪酸甲酯磺酸鈉、7份2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、9份異辛醇和15份聚氧丙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌0.5小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化2小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例3:將1份乙二醇與69份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至40°C并保持，將5份脫水山梨糖醇單十八酸酯、5份3，5-二甲基-1-己炔-3-醇、5份3-庚醇和15份聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌2小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化3小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例4:將3份乙二醇與40份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至35°C并保持，將10份十二烷基苯磺酸鈉、7份3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、15份異構(gòu)十三醇和25份聚氧丙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌1小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化2小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例5:將5份乙二醇與35份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至40°C并保持，將10份聚乙烯醇、10份3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、15份異構(gòu)十三醇和25份聚氧丙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌0.5小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化3小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例6:將3份乙二醇與52份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至45t:并保持，將8份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、7份5-二甲基-1-己炔-3-醇、10份2-己基癸醇和20份聚氧丙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌2小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化2小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例7:將3份乙二醇與67份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至50°C并保持，將5份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚、5份2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、5份十四醇和155份聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌2小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)、乳化液均化2小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例8:將4份乙二醇與57份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至30°C并保持，將7份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚、5份2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、9份十六醇和18份聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌2小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)、乳化液均化3小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例9:將5份乙二醇與39份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至35t:并保持，將8份聚乙烯醇17-92、8份3，5-二甲基-1-己炔-3-醇、15份十六醇和25份聚氧丙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌0.5小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化2小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例10:將5份乙二醇與50份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至45°C并保持，將8份聚乙烯醇17-92、7份3，6-二甲基_4-辛炔-3，6-二醇、10份十四醇和20份聚氧丙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌1小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化2小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例11:將5份乙二醇與65份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至5(TC并保持，將5份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、5份3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、5份十六醇和15份聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌1小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化2小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。實(shí)施例12:將3份乙二醇與59份水混合形成水溶液，將水溶液升溫至4(TC并保持，將6份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、6份3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、10份十六醇和16份聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚加入體系，轉(zhuǎn)速600rpm攪拌1小時形成預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液均化2小時，得到粒徑為200nm的消泡劑。消泡和抑泡性能測試本測試的樣品來源于實(shí)例1和實(shí)例2。使用通氣鼓泡法來測量消泡和抑泡性能；稱取0.lg的試樣(精確到0.lmg)，加10ml水稀釋攪勻，即得消泡劑稀釋液；稱取1.Og(精確到0.lmg)十二烷基苯磺酸鈉放入1000ml燒杯中，加入400ml水小心攪拌至全溶，燒杯放入恒溫水浴鍋中保溫，再將鼓泡儀鼓泡頭放置于燒杯內(nèi)的溶液底部，以2L/min鼓氣量開始鼓泡，待泡沫至杯口時，快速均勻地加入消泡劑稀釋液，同時啟動秒表，記錄泡沫消至液面的時間為消泡時間，消泡時間短，消泡效果好；泡沫再次升到600ml、800ml和1000ml的時間為抑泡時間，抑泡時間越長，抑泡效率高；本測量是在室溫下進(jìn)行，還可以通過改變水浴溫度以測試不同溫度下的消泡和抑泡性能；結(jié)果如表l所示。表1消泡與抑泡性能測試<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>消泡劑與油墨結(jié)合的涂覆和潤濕性能測試本測試的樣品來源于實(shí)例4和實(shí)例5。室溫下，將O.1%消泡劑加入到未加消泡劑的油墨中，取出少量置于干凈的玻璃平板上，然后用涂布棒將其涂平，觀察油墨在玻璃板上的狀態(tài)；結(jié)果如表2所示。表2涂覆性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種水乳液型非硅類消泡劑，其特征在于消泡劑由消泡活性物質(zhì)、浮化物質(zhì)和分散介質(zhì)組成；其中的消泡活性物質(zhì)由炔醇類、高級脂肪醇和甘油聚醚組成，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的25-50％；其中的浮化物質(zhì)由陰離子浮化劑和非離子乳化劑組成，乳化物質(zhì)為總質(zhì)量的5-10％；其中的分散介質(zhì)由水和乙二醇組成，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的40-70％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水乳液型非硅類消泡劑，其特征在于所述的炔醇類活性物質(zhì)的通式為RfeCR2，Rl和R2分別為相同或者不同的脂肪醇基；其為炔醇或炔二醇，以炔二醇為佳；其中包括甲基丁炔醇、2，5-二甲基-3-己炔_2，5-二醇、3，5-二甲基-1-己炔-3-醇或3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇；炔醇類活性物質(zhì)為總質(zhì)量的5-10%，以6_8%為佳。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水乳液型非硅類消泡劑，其特征在于所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)的通式為R0H，R為C7-C30的長鏈醇，以C7-C16為佳；其中包括4-甲基-2-己醇、異辛醇、3_庚醇、異構(gòu)十三醇、2-己基癸醇、十四醇或十六醇；高級脂肪醇為總質(zhì)量的5-15%，以8-15%為佳。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水乳液型非硅類消泡劑，其特征在于所述甘油聚醚的結(jié)構(gòu)通式為R{0(E0)m(P0)nH}3，R為CH2CH2CH2，m和n代表環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合度，為1_50的整數(shù)，分子量為500-2000;優(yōu)選聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚，甘油聚醚為總質(zhì)量的15-25%，以15-20%為佳。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水乳液型非硅類消泡劑，其特征在于所述的乳化物質(zhì)為陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑，HLB值為7-18，以8-12為佳；其中包括烷基酚乙氧基化物、脂肪酸烷氧基化物、脫水山梨糖醇烷基酯、烷基苯磺酸鹽、脂肪醇硫酸鹽、聚氧乙烯聚氧丙稀嵌段共聚物或聚乙烯醇；浮化物質(zhì)為總質(zhì)量的5-10%，以6_8%為佳。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水乳液型非硅類消泡劑，其特征在于分散介質(zhì)中的乙二醇的用量為總質(zhì)量的1_5%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水乳液型非硅類消泡劑的制備方法，其特征在于制備方法為將乳化物質(zhì)和消泡活性物質(zhì)溶于分散介質(zhì)中，30-5(TC高速攪拌0.5-2小時形成預(yù)乳化液，預(yù)乳化液再通過均化器均化2-3小時即得消泡劑。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水乳液型非硅類消泡劑的制備方法，其特征在于消泡劑為穩(wěn)定的細(xì)乳液體系，粒徑為200nm。全文摘要本發(fā)明公開了一種水乳液型非硅類消泡劑及其制備方法，由消泡活性物質(zhì)、浮化物質(zhì)和分散介質(zhì)組成，其中的消泡活性物質(zhì)由炔醇、高級脂肪醇和甘油聚醚組成，其中的浮化物質(zhì)由陰離子浮化劑和非離子乳化劑組成，其中的分散介質(zhì)由水和乙二醇組成。本發(fā)明消泡劑在具有優(yōu)異的消泡和抑泡作用的同時，更具有優(yōu)良的潤濕性能和穩(wěn)定性，特別適合水基涂料和油墨等體系。文檔編號B01D19/04GK101780383SQ20091023253公開日2010年7月21日申請日期2009年12月7日優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日發(fā)明者楊柏忠申請人:江蘇賽歐信越消泡劑有限公司