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氟原子表面张力极低,可提高消泡剂的持续抑泡效果

来源:广东中联邦精细化工有限公司 浏览 43 次 发布时间:2024-04-01

泡沫是洗涤、日化、工业清洗、水处理等工业过程中常见的现象,泡沫的存在,常常给工业生产带来很大的危害,例如会使生产能力受到大大的限制,造成原料和产品的浪费,延长反应周期,影响产品品质,不利于准确计量,污染环境,引起事故等等,因此,消除危害泡沫变得非常重要。在某些用表面活性剂较多的产品体系中,经常会使用常规的有机硅消泡剂,其消泡效果好,但是抑泡效果不佳,而且部分有机硅消泡剂的消泡性能逐步下降。


实际应用的消泡剂多为乳液型,乳液型产品一般存在着分散性不好、稳定性差、运输、储存困难的弊病,存放时间长时易产生分层,稀释后需要在短期内用完,否则消泡性能大大衰减,给实际使用带来极大不便。特别是在水泥砂浆、洗涤、日化、工业清洗、水处理等具有较多表面活性剂体系的行业中应用这些消泡剂时,消泡剂的消泡性能和稳定性均难以满足应用需求。


为了克服现有技术中存在的缺点和不足,现提供一种氟硅粉体消泡剂,具有耐酸、耐碱、耐高温等性能,消泡速度快、稳定性好,使用方便、安全,也同时克服了常规乳液型消泡剂稳定性差、运输、储存困难的弊病。该氟硅粉体消泡剂可以在水泥砂浆、洗涤、日化、工业清洗、水处理等具有较多表面活性剂体系的行业中应用,且具有持久的消泡抑泡性能。


氟硅粉体消泡剂配方、制备步骤


引入特殊合成的含氟聚合物,由于含氟聚合物中的氟原子具有极低的表面张力,所以能有效降低体系的表面张力,并与有机硅消泡剂产生协同作用,能增强消泡能力,有利于提高消泡剂的持续抑泡效果。同时由于含氟聚合物中,C-F键的低表面张力,并且C-O及C-C强共价键的存在,使得含氟聚合物有较高的化学惰性、极高的抗氧化性、抗强腐蚀性、分解温度高热稳定性和氧化稳定性及良好的化学惰性和绝缘性质,对人体无毒无害,环境友好。另外,由于含氟聚合物与有机硅消泡剂一般都不容易相互混溶,如果含氟聚合物与有机硅消泡剂两者直接混合后存储稳定性不佳,容易分层或者破乳,对消泡剂的消泡性能造成不利影响;而且,有机硅消泡剂虽然具有较低的表面张力和较高的化学稳定性,但是不如含氟聚合物的表面张力低,将含氟聚合物与有机硅消泡剂两者通过固体载体共混后,制成的粉体消泡剂既有利于两者分散,又有利于提高储存稳定性,保障其持久消泡抑泡性能。

进一步的,每份所述有机硅消泡剂的制备方法包括如下步骤:


(R1)、按重量份取20-30份硅膏、2-10份第一乳化剂、0.1-1份第一增稠剂和60-80份水,备用;


(R2)、将硅膏和第一乳化剂加入到反应釜中,边加热边混合均匀;


(R3)、将水加热后,向所述步骤(R2)的反应釜中滴加一部分热水,体系发生相反转后再滴加剩余的热水,滴加完成后继续反应40-80min;


(R4)、向所述步骤(R3)的反应釜中加入第一增稠剂,搅拌40-80min,制得有机硅消泡剂。


进一步的,所述硅膏选自德国瓦克352硅膏,其本身具有较好的消泡效果,在高温、高压和强酸碱环境下仍能发挥良好的消泡效果,稳定性高,且具有较低的表面张力,可以渗透到狭小的空间中,使泡沫更容易破裂。将其与第一乳化剂、第一增稠剂和水共同制备有机硅消泡剂,更有利于后续与含氟聚合物混合并借助固体载体更容易扩散分布到起泡体系中,提高消泡效果和稳定性。


进一步的,所述第一乳化剂为单硬脂酸甘油酯、司盘系列乳化剂、吐温系列乳化剂、聚氧乙烯硬脂醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂、烷基酚与环氧乙烷缩合物类乳化剂、脂肪醇与环氧乙烷缩合物类乳化剂或EL系列乳化剂中的至少一种;所述第一增稠剂为羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、淀粉磷酸钠、羧甲基纤维素钠、藻蛋白酸钠、酪蛋白、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。


进一步的,每份所述含氟聚合物包括如下重量份的原料:


采用上述技术方案,含氟聚合物以含氟单体为主体,引入了白炭黑和MQ硅树脂这类疏水粒子共同作用,能与有机硅消泡剂有效混合,并起到促进有机硅消泡剂更容易分布扩散到起泡体系中;含氟单体经过引发剂反应聚合得到含氟聚合物,并且缠绕在MQ硅树脂和白炭黑表面,含氟聚合物具有较多的氟原子和三氟甲基的极低表面张力基团,能与有机硅消泡剂中的硅氧烷基团共同提供消泡效果。同时由于含氟聚合物与有机硅消泡剂经过固体载体混合后,更容易扩散分布到起泡体系中。有机硅消泡剂颗粒中的Si-O键与含氟聚合物颗粒中的疏水粒子MQ硅树脂中Si-O键硅氧键,两者官能团相近,更有效混合;氟硅粉体消泡剂实际使用时,有机硅消泡剂颗粒与含氟聚合物颗粒的协同作用,并且白炭黑和MQ硅树脂使得消泡颗粒移动到气泡膜上,然后由于有机硅消泡剂和含氟聚合物中氟原子的极低表面张力与气泡膜间形成大的表面张力差,气泡膜的内聚力降低,进而造成泡沫失去稳定而迅速破裂。


进一步的,所述含氟单体为甲基丙烯酸六氟异丙酯、全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯、全氟丁基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸六氟丁酯中的至少一种。


采用上述技术方案,含氟聚合物除了具有较多的氟原子和三氟甲基等的极低表面张力基团,还具有高的化学稳定性,含氟聚合物与有机硅消泡剂共同起到稳定作用,对于酸性或者碱性环境具有更高的稳定性,因此能提供持续的消泡和抑泡效果。