高效乳液消泡剂

参照文献 [ 2 ] ,本实验采用司班 60 和土温 60 复 配作乳化剂 ,研究了两种表面活性剂不同配比制得 乳液的稳定性 ,结果表明 ,当配比为 1. 2∶1时乳液最 为稳定 。
通常情况下选择适宜的乳化剂可使乳液稳定 , 但是若乳液过分稳定 ,使用时破乳慢不能发挥消泡 作用 ,反而会使消泡效力下降 ;乳化剂用量小 ,则乳 液会不稳定 ,分散不好破乳快 ,活性好 ,但易凝聚 ,导 致污染起泡介质 ;乳化程度适当 ,分散后破乳速度合 理 ,效 果 最 好 。固 定 聚 二 甲 基 硅 氧 烷 质 量 分 数 15% ,考察复合乳化剂 (配比为 1. 2 ∶1)质量分数对 乳液稳定性和消泡效果的影响 ,见表 1。
Abstract: H igh efficient antifoam ing agent was p repared from dim ethyl silicone w ith emulsifier, carrier and polyether L61. The selection of main antifoam ing material, carrier, emulsion2dispersing agent and their compounding ratio was reviewed. The results show the best stability and defoam ing p roperties of organosili2 con defoamer is achieved when dimethyl silicon m ass fraction 15% ,ω (500 m Pa·s) ∶ω (1 000 mPa·s) equal to 1 ∶1. 3, Span60 ( 0. 82% ) / Tween60 ( 0. 68% ) blend emulsifier, alum inum silicate m ass fraction
收稿日期 : 2008205217 修改稿日期 : 2008206215 作者简介 :白浩 (1975 - ) ,男 ,陕西宝鸡人 ,陕西省石油化工研究设计院助理工程师 ,从事精细化学品市场推广及应用方
面研究 。电话 : 029 - 85542618, E - mail: hao@ hkcbw. com
表 2 不同载体对消泡性能的影响 Table 2 The defoam er performance w ith d iverse carr ier
名称
加量 / % 消泡时间 / s
乳液状态
-
-
22
沉淀 SiO2
1
18
沉淀 SiO2
3
15
超细硅酸铝
1
12
超细硅酸铝
3
11
超细硅酸铝
5
19
均一 均一 均一 均一 均一 分层
第 37卷第 8期 2008年 8月
应 用 化 工 App lied Chem ical Industry
Vol. 37 No. 8 Aug. 2008
高效乳液消泡剂的研制
白浩 1 ,李程碑 2 ,成西涛 1 ,吴素芳 1 ,刘学军 1
(1. 陕西省石油化工研究设计院 ,陕西 西安 710054; 2. 陕西华润实业公司 ,陕西 西安 710013)
表 1 复合乳化剂质量分数对乳液稳定性和消泡时间的影响
Table 1 Effect of ma ss fraction of blend em ulsif ier
on em ulsion stab ility and defoam ing tim e
ω(乳化剂 ) / %
消泡时间 / s
乳液状态
0. 5
1 实验部分
1. 1 原料与仪器 聚二甲基硅氧烷 (1 000 mPa·s) ,聚二甲基硅氧
烷 (500 mPa·s) ,德国瓦克公司产品 ; 沉淀 SiO2 、司 班 60、土温 60、油酸 、羟乙基纤维素 、防腐剂 、聚醚 L61、十二烷基苯磺酸钠 、超细硅酸铝等均为工业 品。
电动搅拌机 ;均质机 ; 50 mL 标准比色管 ; EHSY LAB 电加热器 。 1. 2 实验方法 1. 2. 1 硅油膏的制备 在烧杯中加入 15%复合聚 二甲基硅氧烷 (500 mPa·s ∶1 000 mPa·s)质量比为 1 ∶1. 3, 1%超细硅酸铝 ,搅拌 ,升温至 110～150 ℃, 保温 2～3 h,即成硅油膏 。 1. 2. 2 油相的制备 向硅油膏中加入 0. 82%司 班 60, 0. 68%土温 60,升温 80 ℃,搅拌 20 ～30 m in 使完全溶解 。
消泡次数多寡体现了抑泡性的好坏 。第一次泡 沫消失的时间称为消泡时间 ,随后不再加入消泡剂 , 继续进行第二次振荡静止后观察泡沫消失时间 。同 样重复进行到泡沫消失时间为一规定值 (如 60 s) , 此时的重复次数称为消泡次数 。消泡次数多 ,抑泡 性能好 。
2 结果与讨论
2. 1 乳化剂的选择 乳化剂的作用是降低油相和水相之间的界面张
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第 8期
白浩等 :高效乳液消泡剂的研制
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固定聚二甲基硅氧烷质量分数 15% ,复合乳化剂加 量 1. 5% ,改变 500 mPa·s和 1 000 m Pa·s聚二甲基 硅氧烷的质量比 ,考察不同黏度聚二甲基硅氧烷对 消泡性能的影响 ,结果见表 3。
1% and polyether L61 mass fraction 1%. Key words: organic2silicone emulsion; dimethyl silicone; antifoam ing agent; defoam ing p roperty
在造纸 、发酵 、涂料 、印染及废水处理等工业过 程中 ,由于搅拌 、振动等常常产生大量泡沫 ,对生产 操作 、产品质量及生产环境带来很多不良影响 。为 了消除泡沫对生产的影响 ,一般都是加入化学消泡 剂来消除泡沫 。化学消泡剂的特点是不溶于起泡介 质 ,以液滴 、包裹固体质点的液滴或固体质点的形式 分散于起泡介质中 ,能自发地进入液膜 ,使气泡破 裂。
55
分层
1. 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ28
分层
1. 5
22
均一
2. 0
21
均一
由表 1可知 ,随着复合乳化剂质量分数的增加 , 乳液稳定性和消泡效果均变好 ,但乳化剂质量分数 过高 ,生产成本增加 。因此 ,乳液中复合乳化剂的质 量分数为 1. 5%较好 。 2. 2 载体的选择
通常都选择沉淀 SiO2 或气相 SiO2 [ 324 ] ,固定聚 二甲 基 硅 氧 烷 质 量 分 数 15% , 复 合 乳 化 剂 加 量 1. 5% ,考察了不同类型载体及添加量对消泡效果的 影响 ,结果见表 2。
Prepara tion of h igh eff ic ien t em ulsion antifoam ing agen t
BA I Hao1 , L I Cheng2bei2 , CHEN G X i2tao1 , WU S u2fang1 , L IU X ue2jun1
(1. Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chem ical Industry, Xi’an 710054, China; 2. Shaanxi Hua Run Industry Company, Xi’an 710013, China )
作为消泡剂的主成分 ,聚二甲基硅氧烷表面张 力低 ,消泡能力强 ,热稳定性好 ,化学和生理惰性 ,加 之不溶于水 ,又不溶于动植物油及高沸点矿物油中 , 因而 ,对大多数起泡介质能予以优异的消泡性能 。 低黏度聚二甲基硅氧烷易分散 ,消泡快 ,抑泡性差 ; 高黏度聚二甲基硅氧烷难分散 ,消泡慢 ,持久性强 , 抑泡性好 。把不同黏度的硅油复合使用 ,效果最好 。
常用的有醇类 、油脂类 、醚类 、皂类 、有机极性化 合物及聚硅氧烷类等各种类型的消泡剂 。聚硅氧烷 类的乳液型消泡剂同非硅类消泡剂相比 ,具有消泡 效果好 、用量少的优点 。但有机硅乳液型消泡剂成 本较高 ,抗剪切和抗高温性能差 ,易漂油 、分层 ,耐碱 性差 ,抑泡能力不是很理想 。我们不用常规的二氧 化硅作载体 ,复合其它辅助消泡成分 ,制备了性能优 异的低成本消泡剂 ,在实际应用中取得成功 。
由表 2可知 ,超细硅酸铝可使消泡时间大大缩 短 ,但用量必须恰当 ,当用量 ≥5%时 ,会使乳液分 层 ,且影响消泡效果和成本 ;用量太少则不能充分分 散硅油 ,发挥不了消泡作用 。最佳载体量为消泡剂 总量的 1%。
超细硅酸铝实际是沉淀硅酸铝钠 ,按氧化物表 示为 : Na2 O ·A l2 O3·SiO2·nH2 O ,其中 SiO2 和 A l2 O3 含量分别在 80%和 10%左右 。超细硅酸铝为化学 惰性体 ,不论在酸性介质中还是在碱性介质中都是 稳定的 ,它具有极细的微粒 、极好的悬浮性和纯白的 外观 ,比表面积大于 100 m2 / g。另外其具有多羟基 性 ,在水性介质中很容易润湿和分散 。由它作载体 形成的消泡剂有如下特点 : ①分散性极好 ,消泡快 ; ②悬浮性好 ,消泡剂储存期长 ,分水少 。 2. 3 硅油的选择
摘 要 :采用聚二甲基硅氧烷作消泡主剂 ,配以适宜的乳化剂 、载体及聚醚 ,制备高效乳液消泡剂 。讨论了消泡主 剂 、载体 、乳化剂 对 消 泡 效 果 的 影 响 。最 佳 消 泡 剂 配 方 为 : 聚 二 甲基 硅 氧 烷 为 15% , 聚 二 甲 基 硅 氧 烷 质 量 比 (500 mPa·s ∶1 000 mPa·s)为 1 ∶1. 3,以 0. 82%司班 60 和 0. 68%吐温 60 为复合乳化剂 , 1%超细硅酸铝载体及 1%的聚醚 L61。制得消泡剂的稳定性及消泡性能和抑泡性能较好 ,可取代市场常规的油性消泡剂和有机硅消泡 剂。 关键词 :有机硅乳液 ;聚二甲基硅氧烷 ;消泡剂 ;消泡性能 中图分类号 : TQ 423. 95 文献标识码 : B 文章编号 : 1671 - 3206 (2008) 08 - 0967 - 03
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应用化工
第 37卷
1. 2. 3 增稠剂溶液的制备 烧杯中加软化水 ,搅拌 下加入羟乙基纤微素 ,加热到 65 ℃,保持 20 m in,溶 解。 1. 2. 4 消泡剂的制备 将油相加入乳化器 ,加热至 70～75 ℃,高速搅拌下加入增稠剂溶液 。20 m in后 加入 1%聚醚 L61,继续高速搅拌 30 m in,随后缓慢 加入余量 50～60 ℃热水 ,搅拌 20 m in,降至室温 。 1. 3 消泡剂的性能测试 1. 3. 1 消泡评测方法 向 50 mL 标准比色管中加 入 20 mL 2%的十二烷基苯磺酸钠水溶液 ,塞好塞 子 ,以 60 次 /m in的速度竖直振荡 1 m in,滴加 5 滴 5%消泡剂 ,记录泡沫全消时间 。需时越短 ,消泡力 越高 。 1. 3. 2 抑泡力测试方法 消泡测试后的比色管内 液体 ,不再加消泡剂 ,以 60次 /m in的速度竖直振荡 20 s,静置考察泡末消除时间 ,记录消泡次数 。
力 ,使作为消泡剂主体的油相在水相中较稳定地分 散成细小粒子 ,从而得到稳定的乳状液 。用于消泡 剂乳化加工的乳化剂应具有下列条件 : ①乳化能力 强 ,能得到贮存稳定性好的乳状液 ; ②乳化剂本身低 泡或不助泡 ,有消泡作用的更好 ; ③对于应用时的环 境条件适应性好 ,不受介质的 pH 值 、温度 、水质 、硬 度等的影响而发生乳化性能的很大变化 [ 1 ] 。乳化 剂通常采用复合表面活性剂 ,虽然可以参考用亲水 亲油值 HLB 来选择 ,但由于添加材料的复杂性和制 作工艺的差异 ,最佳配伍性和加入量还要实验确定 。