本發(fā)明涉及一種適用于化學(xué)工業(yè)中的消泡抑泡產(chǎn)品，具體是涉及一種高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑。
背景技術(shù)：
：消泡劑，也稱消沫劑，是在加工過(guò)程中降低表面張力，抑制泡沫產(chǎn)生或消除已產(chǎn)生泡沫。我國(guó)許可使用的消泡劑有有機(jī)硅乳液型、高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷等。有機(jī)硅乳液型消泡劑由于消泡較快，被廣泛用于工業(yè)化生產(chǎn)中，但是，由于乳液是個(gè)亞穩(wěn)定體系，在運(yùn)輸和使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)破乳、分層等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此如何提高消泡劑的乳液穩(wěn)定性，一直以來(lái)，都是消泡劑制備廠家所要解決的技術(shù)難題。CN101003008B提供了一種提高乳液穩(wěn)定性的方法，主要是通過(guò)對(duì)作為乳化劑的含有羥基的聚醚分子進(jìn)行改性，使用具有封端結(jié)構(gòu)的乳化劑對(duì)高級(jí)脂肪醇、高級(jí)脂肪酸進(jìn)行乳液，得到的乳液具有耐溫性能和抗剪切性能。然而并未說(shuō)明這種改性的乳化劑對(duì)有機(jī)硅類消泡劑的有效性。EP0341952是將聚有機(jī)硅氧烷和聚醚改性聚硅氧烷復(fù)配使用，進(jìn)一步提高乳液的消抑泡性能。但仍然不能解決在強(qiáng)酸堿體系中硅氧烷容易斷鏈的問(wèn)題，在強(qiáng)堿體系中適用性差。專利CN103074784提供了一種以淀粉作為穩(wěn)定劑的方法提高乳液耐酸堿性能，但是由于穩(wěn)定劑用量較大，使得消抑泡性能變差。CN103603215A提供了一種耐酸堿體系的有機(jī)硅消泡劑的制備方法，主要是比較了親水、親油乳化劑的加入順序?qū)θ橐悍€(wěn)定性和耐酸堿性的影響，通過(guò)將親油乳化劑和有機(jī)硅組合物先混合攪拌均勻后，再加入親水乳化劑可以提高乳液穩(wěn)定性和耐酸堿性，但是這種工藝并不能從根本上有效解決耐酸堿性的的問(wèn)題。US005773407A是在消泡劑乳液制備好之后，加入烷基烷氧基硅烷和催化劑反應(yīng)，形成一種對(duì)消泡劑乳液粒子保護(hù)層，提高穩(wěn)定性，尤其是提高在洗衣液中的相容性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)以上的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑，可顯著提高乳液的穩(wěn)定性，使其在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等極端條件中具有較好的穩(wěn)定性，提高了消泡劑的持久性，同時(shí)不宜析出。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑的制備方法，①、依重量份計(jì)，由下述原料組成：5～30份的有機(jī)硅組合物A、10～30份的聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B、2～10份的乳化劑C、0.01～0.1份的偶聯(lián)劑D、2～10份的增稠劑E、30～60份的水；偶聯(lián)劑D選自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷；②、制備方法：(1)、將有機(jī)硅組合物A、聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B和乳化劑C混合，然后升溫至50～80℃，攪拌0.5～1.5h，攪拌轉(zhuǎn)速為100～400rpm；(2)、保持溫度不變，邊攪拌邊加入30～60％的水、70～90％的增稠劑E，調(diào)節(jié)pH至6.5～7.0；(3)、將上述乳液通過(guò)膠體磨，然后加入偶聯(lián)劑D，50～80℃攪拌10～30分鐘；(4)用剩余量的增稠劑E和水稀釋，得到消泡劑。所述聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B是通過(guò)含氫硅油和不飽和聚醚反應(yīng)制得，制備過(guò)程中選用氯鉑酸作為催化劑，反應(yīng)溫度為80～200℃。所述聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B的結(jié)構(gòu)式為：MDa(MeYSiO)bM其中，M為鏈節(jié)R3SiO1/2，D為鏈節(jié)R2SiO2/2，R相同或不同，選自氫原子、一價(jià)的取代或非取代的碳原子數(shù)為1～20的烴基；Me為甲基；Y的結(jié)構(gòu)式為：-(CH2)zO(EO)g(PO)hK，K為封端基團(tuán)，選自氫原子、甲基、乙基、丙基、丁基；下標(biāo)a、b、z、g、h為聚合度，a為10～500的整數(shù)，b為1～50的整數(shù)，z為2～6的整數(shù)，g為1～36的整數(shù)，h為0～20的整數(shù)。本發(fā)明選用HLB值為10～20的聚醚改性聚硅氧烷，它在25℃時(shí)的動(dòng)力粘度為200～2000mPa·s。所述乳化劑C為非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑，主要有烷基酚聚氧乙烯醚(包括壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚)、脂肪酸聚氧乙烯醚(包括月桂酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、棕櫚酸聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯醚)、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇醚硬脂酸酯聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚。所述增稠劑E選自聚丙烯酰胺、卡波姆、漢生膠、纖維素或聚丙烯酸。所述有機(jī)硅組合物A采用聚有機(jī)硅氧烷A(1)和A(2)、二氧化硅A(3)、有機(jī)硅樹(shù)脂A(4)和催化劑A(5)制備得到；A(1)聚有機(jī)硅氧烷：至少一種結(jié)構(gòu)通式為RaSiO4-a/2的聚有機(jī)硅氧烷：其中a的取值為1.9～2.2，分子結(jié)構(gòu)中的取代基R相同或者不同，包括氫原子，碳原子數(shù)為1～20的烴基，優(yōu)選甲基。本發(fā)明采用的聚有機(jī)硅氧烷A(1)是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，該聚有機(jī)硅氧烷在25℃時(shí)的動(dòng)力學(xué)粘度為1000～300000mPa.s；A(1)聚有機(jī)硅氧烷在有機(jī)硅組合物A占有10～60份。A(2)聚有機(jī)硅氧烷：至少一種具有結(jié)構(gòu)通式為R2b(R1O)cSiO(4-b-c)/2的聚有機(jī)硅氧烷:其中b是0、1、2或3，c是1、2、或3，b+c≤3，分子結(jié)構(gòu)中所有的R1相同或不同，R2相同或不同，R1和R2的取值和A(1)種的R一致。本發(fā)明采用的聚有機(jī)硅氧烷A(2)是羥基封端的聚二甲基硅氧烷，該聚有機(jī)硅氧烷在25℃時(shí)的動(dòng)力學(xué)粘度為1000～200000mPa.s；A(2)聚有機(jī)硅氧烷在有機(jī)硅組合物A占有40～90份。A(3)二氧化硅所述的二氧化硅包括氣相二氧化硅或沉淀二氧化硅，比表面積為50～500m2/g,可以經(jīng)過(guò)或未經(jīng)過(guò)疏水化處理的。本發(fā)明優(yōu)選比表面積為90～300m2/g的沉淀二氧化硅或氣相二氧化硅。A(3)二氧化硅在有機(jī)硅組合物A占有5份。A(4)有機(jī)硅樹(shù)脂所述的有機(jī)硅樹(shù)脂指高度交聯(lián)的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷通常是由甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物在有機(jī)溶劑如甲苯中水解，得到酸性水解物，然后經(jīng)水洗除去酸，得到產(chǎn)品。本發(fā)明使用的有機(jī)硅樹(shù)脂為由鏈節(jié)CH3SiO1/2(有機(jī)硅化學(xué)中稱為M單元)和鏈節(jié)SiO4/2(Q單元)的單元組成的MQ樹(shù)脂，二者之間的摩爾比為(0.4～1.2)：1.0，優(yōu)選(0.5～0.8)：1.0。A(4)有機(jī)硅樹(shù)脂在有機(jī)硅組合物A占有10份。A(5)催化劑所述的催化劑是用來(lái)加快偶聯(lián)劑和聚有機(jī)硅氧烷之間反應(yīng)的。包括堿金屬氫氧化物、堿金屬硅烷醇鹽、堿金屬烷氧化合物、季銨鹽的氫氧化物，具體指氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫、甲基硅醇鉀、甲基硅醇鈉、甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀、β-羥乙基三甲基銨、四甲基氫氧化銨等，優(yōu)選氫氧化鉀。A(5)催化劑在有機(jī)硅組合物A占有0.1～5份。所述有機(jī)硅組合物A的制備方法為：將聚有機(jī)硅氧烷A(1)、A(2)和有機(jī)硅樹(shù)脂A(4)在攪拌機(jī)中混合，升溫至40～140℃，加入催化劑A(5)，發(fā)生聚合反應(yīng)；當(dāng)混合達(dá)到一定粘度后加入作為疏水處理劑的二氧化硅A(3)，在60～140℃下反應(yīng)1～7h，然后再進(jìn)一步升溫至160～230℃，反應(yīng)1～4h；反應(yīng)完畢后，在-0.01～-0.08MPa真空度下維持0.1～0.5h，最后冷卻到室溫，得到有機(jī)硅組合物A。烷氧基硅烷存在水解作用，水解后的羥基可以在有機(jī)硅組合物的外圍縮合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以與有機(jī)硅組合物中的羥基形成氫鍵，起到保護(hù)有機(jī)硅組合物的作用，從而顯著提高提高乳液的穩(wěn)定性，使其在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等極端條件中具有較好的穩(wěn)定性，提高了消泡劑的持久性，同時(shí)不宜析出。將其應(yīng)用于強(qiáng)堿體系的脫脂劑中，能夠保持較好的消泡性和抑泡性，有利于清潔生產(chǎn)和節(jié)約能源。本發(fā)明制備的消泡劑乳液產(chǎn)品，可用于金屬清洗行業(yè)中具有強(qiáng)堿體系的脫脂劑中，提高消泡劑在強(qiáng)堿體系中的穩(wěn)定性，提高抑泡性能具體實(shí)施方式以下將結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。但是，實(shí)施例內(nèi)容僅是對(duì)本發(fā)明所作的舉例和說(shuō)明，所屬本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。有機(jī)硅組合物A的制備：將聚有機(jī)硅氧烷A(1)、A(2)和有機(jī)硅樹(shù)脂A(4)在攪拌機(jī)中混合，升溫至80℃，加入催化劑A(5)，發(fā)生聚合反應(yīng)；當(dāng)混合達(dá)到一定粘度后加入作為疏水處理劑的二氧化硅A(3)，在100℃下反應(yīng)3h，然后再進(jìn)一步升溫至210℃，反應(yīng)1h；反應(yīng)完畢后，在-0.08MPa真空度下維持0.5h，最后冷卻到室溫，得到有機(jī)硅組合物A。其中：A(1)聚有機(jī)硅氧烷：聚有機(jī)硅氧烷A(1)是三甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，該聚有機(jī)硅氧烷在25℃時(shí)的動(dòng)力學(xué)粘度為1000～300000mPa.s；A(1)聚有機(jī)硅氧烷在有機(jī)硅組合物A占有40份。A(2)聚有機(jī)硅氧烷：聚有機(jī)硅氧烷A(2)是羥基封端的聚二甲基硅氧烷，該聚有機(jī)硅氧烷在25℃時(shí)的動(dòng)力學(xué)粘度為1000～200000mPa.s；A(2)聚有機(jī)硅氧烷在有機(jī)硅組合物A占有65份。A(3)二氧化硅二氧化硅比表面積為270m2/g的沉淀二氧化硅。A(3)二氧化硅在有機(jī)硅組合物A占有5份。A(4)有機(jī)硅樹(shù)脂有機(jī)硅樹(shù)脂為由鏈節(jié)CH3SiO1/2(M單元)和鏈節(jié)SiO4/2(Q單元)的單元組成的MQ樹(shù)脂，二者之間的摩爾比為0.6：1.0。A(4)有機(jī)硅樹(shù)脂在有機(jī)硅組合物A占有10份。A(5)催化劑催化劑是氫氧化鉀。A(5)催化劑在有機(jī)硅組合物A占有2份。聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B的制備：聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B是通過(guò)含氫硅油和不飽和聚醚反應(yīng)制得，制備過(guò)程中選用氯鉑酸作為催化劑，反應(yīng)溫度為120℃。所述聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B的結(jié)構(gòu)式為：MDa(MeYSiO)bM其中，M為鏈節(jié)R3SiO1/2，D為鏈節(jié)R2SiO2/2，R相同選自氫原子；Me為甲基；Y的結(jié)構(gòu)式為：-(CH2)zO(EO)g(PO)hK，K為封端基團(tuán)，選自氫原子；下標(biāo)a、b、z、g、h為聚合度，a為50，b為25，z為4，g為20，h為5。實(shí)施例1一種高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑，依重量份計(jì)，由下述原料組成：5份的有機(jī)硅組合物A、30份的聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B、2份的乳化劑C(壬基酚聚氧乙烯醚)、0.1份的偶聯(lián)劑D(乙烯基三甲氧基硅烷)、2份的增稠劑E(聚丙烯酸)、60份的水。高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑的制備方法為：(1)、將有機(jī)硅組合物A、聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B和乳化劑C混合，然后升溫至80℃，攪拌0.5h，攪拌轉(zhuǎn)速為400rpm；(2)、保持溫度不變，邊攪拌邊加入30％的水、90％的增稠劑E，調(diào)節(jié)pH至6.5；(3)、將上述乳液通過(guò)膠體磨，然后加入偶聯(lián)劑D，80℃攪拌10分鐘；(4)用剩余量的增稠劑E和水稀釋，得到消泡劑。實(shí)施例2一種高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑，依重量份計(jì)，由下述原料組成：30份的有機(jī)硅組合物A、10份的聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B、10份的乳化劑C(棕櫚酸聚氧乙烯醚)、0.01份的偶聯(lián)劑D(乙烯基三乙氧基硅烷)、10份的增稠劑E(卡波姆)、30份的水。高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑的制備方法為：(1)、將有機(jī)硅組合物A、聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B和乳化劑C混合，然后升溫至50℃，攪拌1.5h，攪拌轉(zhuǎn)速為100rpm；(2)、保持溫度不變，邊攪拌邊加入60％的水、70％的增稠劑E，調(diào)節(jié)pH至7.0；(3)、將上述乳液通過(guò)膠體磨，然后加入偶聯(lián)劑D，50℃攪拌30分鐘；(4)用剩余量的增稠劑E和水稀釋，得到消泡劑。實(shí)施例3一種高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑，依重量份計(jì)，由下述原料組成：25份的有機(jī)硅組合物A、20份的聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B、5份的乳化劑C(失水山梨醇醚硬脂酸酯聚氧乙烯醚)、0.05份的偶聯(lián)劑D(乙烯基三乙氧基硅烷)、5份的增稠劑E(聚丙烯酰胺)、45份的水。高穩(wěn)定性有機(jī)硅消泡劑的制備方法為：(1)、將有機(jī)硅組合物A、聚醚改性聚有機(jī)硅氧烷B和乳化劑C混合，然后升溫至65℃，攪拌1h，攪拌轉(zhuǎn)速為250rpm；(2)、保持溫度不變，邊攪拌邊加入45％的水、80％的增稠劑E，調(diào)節(jié)pH至6.8；(3)、將上述乳液通過(guò)膠體磨，然后加入偶聯(lián)劑D，70℃攪拌20分鐘；(4)用剩余量的增稠劑E和水稀釋，得到消泡劑。對(duì)比實(shí)施例1與實(shí)施例1之間的區(qū)別僅在于不添加組分D，其他組分及制備方法完全相同。對(duì)比實(shí)施例2與實(shí)施例2之間的區(qū)別僅在于不添加組分D，其他組分及制備方法完全相同。對(duì)比實(shí)施例3與實(shí)施例3之間的區(qū)別僅在于不添加組分D，其他組分及制備方法完全相同。離心穩(wěn)定性測(cè)試在10ml離心試管中量取8ml試樣，放入離心機(jī)中，以3000r/min的速度連續(xù)旋轉(zhuǎn)15min，取出試管，目視檢測(cè)其是否分層，檢測(cè)結(jié)果如下表所示：實(shí)施例檢測(cè)結(jié)果對(duì)比實(shí)施例檢測(cè)結(jié)果實(shí)施例1不分層對(duì)比實(shí)施例1分層實(shí)施例2不分層對(duì)比實(shí)施例2分層實(shí)施例3不分層對(duì)比實(shí)施例3分層由上表可知，本發(fā)明的方法制備的消泡劑，離心穩(wěn)定性明顯高于對(duì)比例。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3