專利名稱：一種硅乳消泡劑組合物、其制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地說，涉及一種硅乳消泡劑組合物、其制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
有機硅作為優(yōu)良的消泡劑，除去消泡力強，尤為可貴的是硅氧烷集化學(xué)穩(wěn)定性、生理惰性和高低溫性能好等特性于一身，因而獲得廣泛應(yīng)用。單純的有機硅，如二甲基硅油，并沒有消泡作用。但將其乳化后，表面張力迅速降低，使用很小量即能達(dá)到很強的破泡和抑泡作用，成為一種重要的消泡劑成份。其優(yōu)點是操作簡單，生產(chǎn)方便，適于大規(guī)模生產(chǎn)，但對于高分子量的有機娃大分子，因其本身粘度大而難于乳化，娃油型消泡劑一般具有較高的消泡效能，其使用時的關(guān)鍵在于硅油的乳化，如乳化不完全，使用時會破乳，易分層貯存時間短影響其使用效果。常用的有機硅消泡劑都是以硅油作為基礎(chǔ)組分，配以適宜的溶劑、乳化劑或無機填料配制成的。但是傳統(tǒng)的機械乳化法得到的硅油消泡劑，特別是對于摩爾質(zhì)量高的硅油，穩(wěn)定性較差，易分層，貯存時間短，常溫狀況下只能貯存5個月，嚴(yán)重影響消泡劑的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有消泡劑易分層，貯存時間短的問題，提供一種高穩(wěn)定性的，貯存期可達(dá)到十個月以上的硅乳消泡劑組合物、其制備方法及應(yīng)用。
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為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種硅乳消泡劑組合物，由如下重量份的各組分配制而成:
聚硅氧烷15.5-45
納米二氧化硅0.5-5羧甲基纖維素鈉1.5-5復(fù)合乳化劑2-9無水乙醇0.01-2
正硅酸乙酯0.01-2
(30-80;其中，所述聚硅氧烷中含甲基的有機聚硅氧烷占組合物的重量份為15-40 ;含羥基的有機聚硅氧烷占組合物的重量份為0.5-5 ；所述復(fù)合乳化劑為span-80、Tween-81和Tween-60按1:1:1的重量比復(fù)配而成。前述組合物中，所述含甲基的有機聚硅氧烷，其分子式如式(I)所示:
RaR，bSiO(4_a_b)/2式(I)其中，R為C1-C18的取代或非取代烷基；Ri為C2-C10的取代烷基；a為整數(shù)0-3，b為整數(shù)0-2，且I彡a+b彡3 ;R或R'的取代基任選鹵原子、-CN、-SCN、-NC0中的一種或多種；摩爾質(zhì)量為5X 103-3X 105g/mol。優(yōu)選地，R為C1-C4的取代或非取代烷基。更優(yōu)選地，R和R'任選甲基、乙基、正丙基、甲苯基中的一種或多種。所述含甲基的有機聚硅氧烷可以是相對分子量較低的烷烴基聚硅氧烷，也可以是高度聚合的聚二甲基硅氧烷；低聚或聚合硅氧烷的結(jié)構(gòu)可以是線性、環(huán)狀或支鏈化的結(jié)構(gòu)，也可以是類似樹脂狀的或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。線性或環(huán)狀聚硅氧烷主要由式R3Si01/2、R2R' SiOl72,R1RSiCV2或R2Si02/2的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。支鏈化或網(wǎng)狀的聚硅氧烷還包含三官能或者四官能的單元，如由式RSi03/2、R’ SiO372或Si04/2的結(jié)構(gòu)單元。當(dāng)然也可能使用滿足式(I)的不同硅氧烷的混合物。式(I)最優(yōu)選為線性聚硅氧烷粘度在250_1500mPa *s (溫度25°C)的聚二有機硅氧烷。前述組合物中，所述含羥基的有機聚硅氧烷，其分子式如式(II)所示:Rc(0H)dSi0(4_c_d)/2式(II)其中，R為C1-C18的取代或非取代烷基；c為整數(shù)0-3，d為整數(shù)0_2，且I彡c+d彡3 ;每個分子 中至少含有2個硅鍵接羥基#的取代基任選鹵原子、-CN、-SCN、-NCO中的一種或多種；摩爾質(zhì)量為lX102-lX105g/mol。優(yōu)選地，所述含羥基的有機聚硅氧烷中含有1-8重量％的硅鍵接羥基。所述含羥基的有機聚硅氧烷可以是相對低分子量的SiOH官能的低聚硅氧烷，如四甲基二硅氧烷；也可以是鏈上或鏈端具有SiOH基團(tuán)的高度聚合的聚二甲基硅氧烷，當(dāng)然也可以使用滿足消泡作用不同硅氧烷混合物。式(II)最優(yōu)選為線性聚硅氧烷粘度在l_200mPa *s (溫度25°C)的聚二有機硅氧燒。前述組合物中，所述納米二氧化硅可以為沉淀法二氧化硅或氣象法二氧化硅或兩者的混合物，以BET法測定這些填料的表面，其比表面積至少為100m2/g，優(yōu)選為150-380m2/go根據(jù)需要，可以采用疏水二氧化硅。更優(yōu)選采用比表面積為200m2/g或300m2/g的二氧化硅，或兩者的混合物。前述組合物中，優(yōu)選使用去離子水。本發(fā)明還提供制備上述硅乳消泡劑組合物的方法:將聚硅氧烷和納米二氧化硅在反應(yīng)釜溫度130°C _150°C下攪拌混合，維持2小時，制成硅膏；然后冷卻至40°C _50°C，加入預(yù)先溶于適量水中的無水乙醇、正硅酸乙酯、復(fù)合乳化劑和羧甲基纖維素鈉(增稠劑)，維持400C _50°C攪拌下恒定而勻速地加入余量的水制成粗乳液，最后粗乳液經(jīng)高剪切機械乳化，即得。本發(fā)明進(jìn)一步提供上述硅乳消泡劑組合物在造紙、印染等工業(yè)中的應(yīng)用。本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明以羧甲基纖維素鈉作為增稠劑，span-80、Tween-81和Tween-60三者復(fù)配物作為復(fù)合乳化劑，通過向由聚硅氧烷和納米二氧化硅制得的硅膏中添加適量乙醇、正硅酸乙酯以增強有機硅氧烷在介質(zhì)水中的分散性，在均質(zhì)機中進(jìn)行機械乳化形成硅乳制備高穩(wěn)定性的硅乳消泡劑，從而減小了乳液分層現(xiàn)象，提高了硅乳的貯存期，貯存期可達(dá)十個月以上，非常適合用于造紙、印染等工業(yè)中，具有十分廣闊的市場前景。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。以下實施例中使用的復(fù)合乳化劑為span-80、Tween-81和Tween-60按1:1:1的重量比復(fù)配而成。實施例1硅乳消泡劑組合物及其制備將二甲基硅油(粘度1500mPa.s) 400g，二甲基硅油(粘度250mPa.s) 300g與羥基硅油(粘度25mPa.s) 40g和納米二氧化硅(比表面積220m2/g) 40g在反應(yīng)釜溫度130°C下攪拌混合，維持2小時，混合勻化成均勻膏狀物硅膏。制成的二甲基硅油和二氧化硅復(fù)合物，冷卻至40°C，加入預(yù)先溶于IOOOg去離子水的無水乙醇15g、正硅酸乙酯10g、復(fù)合乳化劑90g、增稠劑羧甲基纖維素鈉80g，然后在加熱下恒定而勻速的加入1275g的去離子水調(diào)制成粗乳液，最后粗乳液經(jīng)高剪切乳化機乳化即得。實施例2硅乳消泡劑組合物及其制備將二甲基硅油(粘度IOOOmPa *s) 400g，二甲基硅油(粘度300mPa *s) 300g與羥基娃油(粘度40mPa.s) 40g和納米二氧化娃(比表面積150m2/g) 10g、納米二氧化娃(比表面積220m2/g) 30g在反應(yīng)釜溫度140°C下攪拌混合，維持2小時，混合勻化成均勻膏狀物一娃膏。制成的二甲基硅油和二氧化硅復(fù)合物，冷卻至45°C，加入預(yù)先溶于700g去離子水的無水乙醇15g，正硅酸乙酯10g，復(fù)合乳化劑150g、增稠劑羧甲基纖維素80g，然后在加熱下恒定而勻速的加入853g的去離子水調(diào)制成粗乳液，最后粗乳液經(jīng)高剪切乳化機乳化即得。實施例3硅乳消泡劑組合物及其制備將二甲基硅油(粘度800mPa.s) 500g，二甲基硅油(粘度200mPa.s) 200g與羥基娃油(粘度40mPa.s) 50g和納米二氧化娃(比表面積150m2/g) 15g、納米二氧化娃(比表面積220m2/g) 25g在反應(yīng)釜溫度140°C下攪拌混合，維持2小時，混合勻化成均勻膏狀物一娃膏。制成的二甲基硅油和二氧化硅復(fù)合物，冷卻至45°C，加入預(yù)先溶于700g去離子水的無水乙醇15g，正硅酸乙酯10g，復(fù)合乳化劑150g、增稠劑羧甲基纖維素80g，然后在加熱下恒定而勻速的加入853g的去離子水調(diào)制成粗乳液，最后粗乳液經(jīng)高剪切乳化機乳化即得。實施例4硅乳消泡劑組合物及其制備將二甲基硅油(粘度1500mPa.s) 400g，二甲基硅油(粘度250mPa.s) 200g與聚醚硅油(粘度500mPa.s) 100g，羥基硅油(粘度25mPa.s) 40g和納米二氧化硅(比表面積220m2/g)40g在反應(yīng)釜溫度130°C下攪拌混合，維持2小時，混合勻化成均勻膏狀物硅膏。制成的二甲基硅油和二氧化硅復(fù)合物，冷卻至40°C，加入預(yù)先溶于IOOOg去離子水的無水乙醇15g、正硅酸乙酯10g、復(fù)合乳化劑90g、增稠劑羧甲基纖維素鈉80g，然后在加熱下恒定而勻速的加入1275g的去離子水調(diào)制成粗乳液，最后粗乳液經(jīng)高剪切乳化機乳化即得。實施例5硅乳消泡劑組合物及其制備
將甲基苯基硅油(粘度1500mPa.s，苯基含量5%) 400g, 二甲基硅油(粘度250mPa.s) 300g與羥基硅油(粘度25mPa.s) 40g和納米二氧化硅(比表面積220m2/g) 40g在反應(yīng)釜溫度130°C下攪拌混合，維持2小時，混合勻化成均勻膏狀物一硅膏。制成的二甲基硅油和二氧化硅復(fù)合物，冷卻至40°C，加入預(yù)先溶于IOOOg去離子水的無水乙醇15g、正硅酸乙酯10g、復(fù)合乳化劑90g、增稠劑羧甲基纖維素鈉80g，然后在加熱下恒定而勻速的加入1275g的去離子水調(diào)制成粗乳液，最后粗乳液經(jīng)高剪切乳化機乳化即得。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種硅乳消泡劑組合物，其特征在于，由如下重量份的各組分配制而成:聚硅氧烷15.5-45納米二氧化硅0.5-5羧甲基纖維素鈉1.5-5復(fù)合乳化劑2-9無水乙醇0.01-2正硅酸乙酯0.01-2水30-80; 其中，所述聚硅氧烷中含甲基的有機聚硅氧烷占組合物的重量份為15-40 ;含羥基的有機聚硅氧烷占組合物的重量份為0.5-5 ； 所述復(fù)合乳化劑為span-80、Tween-81和Tween-60按1:1:1的重量比復(fù)配而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述含甲基的有機聚硅氧烷，其分子式如式(I)所示: RaR bSi0(4-a-b)/2 式(I) 其中，R為C1-C18的取代或非取代烷基； R'為C2-C10的取代烷基； a為整數(shù)0-3，b為整數(shù)0-2，且I彡a+b彡3 ;R或R '的取代基任選鹵原子、-CN、-SCN、-NC0中的一種或多種；摩爾質(zhì)量為5X 103-3X 105g/mol。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于，R為C1-C4的取代或非取代烷基。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于，R和R'任選甲基、乙基、正丙基、甲苯基中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述含羥基的有機聚硅氧烷，其分子式如式(II)所示: Rc(0H)dSi0(4_c_d)/2 式(II) 其中，R為C1-C18的取代或非取代烷基；c為整數(shù)0-3，d為整數(shù)0-2，且1≤c+d≤3 ;每個分子中至少含有2個硅鍵接羥基；R的取代基任選鹵原子、-CN、-SCN、-NC0中的一種或多種；摩爾質(zhì)量為1X 102-1 X105g/mol ο
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其特征在于，所述含羥基的有機聚硅氧烷中含有1-8重量％的硅鍵接羥基。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其特征在于，在25°C下，所述含羥基的有機聚硅氧烷的粘度為l_200mPa.S。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述納米二氧化硅的比表面積為150-380m2/g。
9.制備權(quán)利要求1-8任一項所述硅乳消泡劑組合物的方法，其特征在于，將聚硅氧烷和納米二氧化硅在反應(yīng)釜溫度130-150°C下攪拌混合，維持2小時，制成硅膏；然后冷卻至40-50°C，加入預(yù)先溶于適量水中的無水乙醇、正硅酸乙酯、復(fù)合乳化劑和羧甲基纖維素鈉，維持40-50°C攪拌下加入余量的水制成粗乳液，最后粗乳液經(jīng)高剪切機械乳化，即得。
10.權(quán)利要求1-8任一項 所述硅乳消泡劑組合物在造紙、印染工業(yè)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅乳消泡劑組合物、其制備方法及應(yīng)用，其是以羧甲基纖維素鈉作為增稠劑，span-80、Tween-81和Tween-60三者復(fù)配物作為復(fù)合乳化劑，通過向由聚硅氧烷和納米二氧化硅制得的硅膏中添加適量乙醇、正硅酸乙酯以增強有機硅氧烷在介質(zhì)水中的分散性，在均質(zhì)機中進(jìn)行機械乳化形成硅乳制備高穩(wěn)定性的硅乳消泡劑，從而減小了乳液分層現(xiàn)象，提高了硅乳的貯存期，貯存期可達(dá)十個月以上，非常適合用于造紙、印染等工業(yè)中，具有十分廣闊的市場前景。
文檔編號B01D19/04GK103111100SQ201310027698
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者常映軍, 張建新, 涂世儉, 張沱江 申請人:中昊晨光化工研究院有限公司