本發明涉及一種消泡劑,具體涉及一種水溶性礦物油消泡劑及其制備方法。
背景技術:
1、消泡劑是一種精細化學品添加劑,主要功能包括消泡和抑泡兩個方面,一個好的消泡劑除了本身要具備優良的消抑泡性能以外,還要求與其他助劑之間具有良好的相容性,不影響消泡劑本身以及其起泡體系的穩定性。與有機硅類消泡劑相比較,礦物油類消泡劑具有良好的相容性,已經成熟應用于水性涂料中,礦物油類消泡劑一般由礦物油、疏水粒子、增稠劑、乳化劑組成,其在水性涂料中分散性較好,具有較好的相容性和消抑泡性能。
2、cn104771939a公開了一種用于造紙黑液的礦物油消泡劑,通過分步引入兩個不同類型封端聚醚,避免消泡劑粘度過大不利于分散,同時提高消抑泡性能和儲存穩定性;cn102489049a公開了一種礦物油消泡劑中發現將金屬皂類物質用溶劑混勻后,加入到溫度在40-90℃的預混合號的礦物油/白炭黑體系中攪勻,這樣可以減少脂肪酸金屬皂/烴體系的凝膠化,降低礦物油消泡劑的粘度,提高其分散性能;cn106390530a公開了一種含礦物油的超支化聚醚改性有機硅消泡劑,通過添加三氟丙酸,提高其分散性,能夠進一步改善消泡劑的性能;cn114949938a公開一種水性礦物油消泡劑及其制備方法,利用聚醚酯對體系進行乳化,整體提高礦物油消泡劑的分散性。
3、以上專利均是對礦物油消泡劑自身的粘度進行調節,降低粘度、提高分散性的同時保證產品穩定性;或者是提高礦物油消泡劑在應用體系使用時的快速分散性能,但是目前行業內,礦物油消泡劑大部分都是作為內添加組分加入到水性涂料中,不僅僅要考慮消泡劑的快速分散性能和相容性,更需要考慮消泡劑作為內添加助劑長時間在水性應用體系中的分散性能和相容性,避免長時間混合后礦物油消泡劑漂浮或者粘壁析出,目前現有技術中,對此類問題研究較少。
技術實現思路
1、本發明在于提供一種在水性起泡體系中可長時間保持水溶性和相容性良好的礦物油消泡劑及其制備方法,首先在部分礦物油載體、消泡活性物疏水白炭黑和脂肪酸金屬皂、消泡助劑脂肪酸混合分散過程中引入陰離子分散劑,提高消泡物質在載體油中的分散性能;剩余部分載體礦物油與丙烯酸酯聚合物進行混合,丙烯酸酯聚合物提高消抑泡性能同時,與礦物油相容性良好,提高消泡劑的穩定性和相容性;最后乳化過程中引入親油乳化劑(hlb值為2-8)與親水乳化劑(hlb值為14-18)復配形成的hlb值為11-14的復合乳化劑來乳化消泡劑,進一步提高消泡劑分散性能,以及消泡劑的水溶性;制備過程中引入快速混合沖擊、快速降溫方法制備產品,提高產品的穩定性和相容性。
2、本發明的礦物油消泡劑的組分如下:
3、a、礦物油
4、所述礦物油選自煤油、柴油、大豆油、白油、機械油、環烷油、烷基苯中的一種或多種;礦物油分為兩部分a1和a2使用,a1用量占礦物油總質量的35-50%;,所述礦物油用量占礦物油消泡劑總質量的70-90%;
5、b、疏水白炭黑
6、所述疏水白炭黑的比表面積20-500m2/g,用量占礦物油消泡劑總質量的2-8%;
7、c、脂肪酸
8、所述脂肪酸為碳原子數為12-22的脂肪酸,用量占礦物油消泡劑總質量的1-5%;
9、d、脂肪酸金屬皂
10、脂肪酸金屬皂包括脂肪酸的鎂鹽、鋁鹽、鈣鹽、鋅鹽中的一種或多種;優選脂肪酸鋁,可以是單脂肪酸鋁、雙脂肪酸鋁中的一種或兩種按任意比例混合;用量占礦物油消泡劑總質量的1-5%;
11、e、陰離子表面活性劑
12、所述的陰離子表面活性劑選自石油磺酸鹽、十八烷基苯磺酸鹽、十八烷基磺酸鹽、十八烷基磷酸酯鹽,用量占礦物油消泡劑總質量的1-3%;
13、f、丙烯酸酯聚合物
14、所述的丙烯酸酯聚合物是由單體f1、單體f2、單體f3在引發劑f4的作用下聚合反應得到;丙烯酸酯聚合物用量占礦物油消泡劑總質量的1-5%;
15、單體f1選自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯;單體f2選自丙烯酸羥烷基酯、甲基丙烯酸羥烷基酯中的一種或多種;單體f3為直鏈的α-烯烴;引發劑f3選自2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈),2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈),2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、過氧化苯甲酰中一種;
16、將48-75%的單體f1、20-48%的單體f2、2-6%的單體f3混合均勻,滴加加入0.5-2%的引發劑,在60-100℃下反應2-8h,得到丙烯酸酯聚合物
17、g、復合乳化劑
18、所述復合乳化劑的用量占礦物油消泡劑總質量的2-10%;
19、復合乳化劑由乳化劑g1和乳化劑g2復合得到,復合乳化劑的hlb值為11-14;
20、乳化劑g1選自司盤40、司盤60、司盤65、司盤80、脂肪醇脂肪酸酯;乳化劑g1的hlb值為2-8;
21、乳化劑g2選自吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、聚乙二醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚;乳化劑g2的hlb值為14-18;
22、一種水溶性礦物油消泡劑的制備方法如下:
23、(1)將礦物油a1與疏水白炭黑高速分散,轉速2500-3000rpm,分散均勻得到混合物m;
24、(2)將分散好的混合物m、脂肪酸金屬皂、脂肪酸、陰離子分散劑放入容器中攪拌升溫至130-150℃之間,保溫60-90min,得到混合物n;
25、(3)將礦物油a2與丙烯酸酯聚合物放入容器中攪拌均勻,降溫20℃以下,得到混合物x;用保溫結束后的混合物n快速沖擊混合物x,攪拌速度控制在300-400rpm,直至溫度降低為50-60℃,得到混合物y;
26、(4)繼續在混合物y中加入復合乳化劑,在50-60℃保溫30-60min,得到混合物z;
27、(5)保溫完成后,將混合物z使用冷凍水快速降溫至25℃以下過膠體磨,脫氣即可得到本發明所述的礦物油消泡劑。
1.一種水溶性礦物油消泡劑,由以下組分組成:
2.如權利要求1所述的一種水溶性礦物油消泡劑,其特征在于,所述的礦物油a1用量占礦物油總質量的35-50%。
3.如權利要求1所述的一種水溶性礦物油消泡劑,其特征在于,所述的疏水白炭黑的比表面積20-500m2/g。
4.如權利要求1所述的一種水溶性礦物油消泡劑,其特征在于,所述的脂肪酸金屬皂為脂肪酸鋁,可以是單脂肪酸鋁、雙脂肪酸鋁中的一種或兩種按任意比例混合。
5.如權利要求1所述的一種水溶性礦物油消泡劑,其特征在于,所述的丙烯酸酯聚合物的制備方法為將48-75%的單體f1、20-48%的單體f2、2-6%的單體f3混合均勻,滴加加入0.5-2%的引發劑,在60-100℃下反應2-8h,得到丙烯酸酯聚合物。
6.如權利要求1所述的一種水溶性礦物油消泡劑,其特征在于,所述的復合乳化劑中乳化劑g1選自司盤40、司盤60、司盤65、司盤80、脂肪醇脂肪酸酯。
7.如權利要求1所述的一種水溶性礦物油消泡劑,其特征在于,所述的復合乳化劑中乳化劑g2選自吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、聚乙二醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚。
8.根據權利要求1-7中任意一項所述水溶性礦物油的制備方法為: