專利名稱：自乳化的分子級消泡劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及消泡劑及其制備方法，具體涉及一種應用于星型聚合物型的自乳化的分子級消泡劑及其制備方法。
背景技術：
市場上消泡劑種類繁多，有低碳醇、礦物油、有機極性化合物及硅樹脂等。相比較而言，有機硅類的消泡劑被認為是水性體系中高效的消泡劑。目前國內(nèi)外也有很多關于水基體系的消泡劑專利，像CN1919936A、US6686320、CN1676544等，這些均為有機硅或者硅聚醚類消泡劑，還有礦物油類消泡劑。雖然已知的消泡劑能夠很好的被利用來抑制和消除水基體系中的泡沫，但還存在一些尚不能滿足或未能滿足的要求，如此類消泡劑以與水相不相容而達到消泡目的，若處理不好容易產(chǎn)生涂膜表面缺陷，且穩(wěn)定性不能達到滿意的效果， 其不能兼顧消泡能力、抑泡能力、潤濕能力、體系穩(wěn)定性和相容性等。聚乳酸是兼具生物可降解性、生物相容性的材料，已在生物醫(yī)學領域得到了廣泛的應用。它具有較高的強度以及良好的加工性能，作為環(huán)境友好材料在食品包裝、農(nóng)業(yè)、工程結(jié)構材料等方面具有廣泛的應用前景。星型結(jié)構聚乳酸(s-PLA)的結(jié)晶性能、熱性能、力學性能和加工性能不同于線型結(jié)構的聚乳酸。目前的研究大部分以小分子多羥基醇、無機 (雜環(huán))化合物的衍生物、金屬有機化合物、多元酚的衍生物等為“核”，由丙交酯開環(huán)聚合得到s-PLA，其優(yōu)勢在于產(chǎn)物分子量可以通過引發(fā)劑與單體的摩爾比來控制，但是，將星型聚乳酸用于消泡劑的研究還未見相關文獻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自乳化的分子級消泡劑及其制備方法，通過本發(fā)明方法制備的消泡劑中的星型聚合物伸開的“臂”接枝活性物質(zhì)，使各組分協(xié)同增效，得到的消泡劑穩(wěn)定性好、表面張力小、表面活性高、消泡能力強、抑泡時間長、用量小。本發(fā)明的技術解決方案是消泡劑包括消泡活性物質(zhì)和分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的20-60%，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的40-80% ；其中，所述的消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為 1:0.纊1.5:2 3:2、的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成，所述的分散介質(zhì)為接枝星型聚合物。其中，所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)的通式為ROH，R為C7-C30的長鏈醇，以C7-C16 為佳；其中包括4-甲基-2-己醇、異辛醇、3-庚醇、異構十三醇、2 —已基癸醇、十四醇或十六醇；高級脂肪醇為總質(zhì)量的5-15%，以8-15%為佳。其中，所述的炔醇類活性物質(zhì)的通式為Ii1C ε CR2, R1和&為相同或者不同的脂肪醇基；其為炔醇或炔二醇，包括甲基丁炔醇、2，5_ 二甲基-3-己炔-2，5-二醇、3，5_ 二甲基-1-己炔-3-醇或3，6- 二甲基-4-辛炔-3，6- 二醇；炔醇類活性物質(zhì)為總質(zhì)量的5-10%， 以6-8%為佳。其中，所述甘油聚醚的結(jié)構通式為R{0(E0)m(P0)nH}3，R為CH2CH2CH2,m和η代表環(huán)
3氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合度，為1-50的整數(shù)，分子量為500-2000 ；優(yōu)選聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚，甘油聚醚為總質(zhì)量的15-25%，以15-20%為佳。其中，所述的硅油為甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油。其中，所述的分散介質(zhì)的接枝星型聚合物為η臂線形聚乳酸(ns-PLLA-OH)，其中
n=l-6o其中，自乳化的分子級消泡劑的制備方法是質(zhì)量份數(shù)為2(Γ60份活性物質(zhì)和 40^80份星型聚合物中加入5(Γ150份三氯甲烷作為溶劑，Γ2份對甲基苯磺酰氯作為引發(fā)劑，升溫至4(Γ70度，反應3飛小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1.本發(fā)明的消泡劑通過星型聚合物、炔醇、高級脂肪醇、甘油聚醚與硅油復配，不需要乳化物質(zhì)，發(fā)揮協(xié)同效應作用，增強消泡與抑泡能力，使得消泡劑表面張力小，表面活性高， 消泡能力強，抑泡時間長，用量小，而且乳液體系的粒徑只有200nm，使得更小量的消泡劑具有很強的作用。2.因為采用星型聚合物，所以炔醇、高級脂肪醇、甘油聚醚與硅油根據(jù)星型聚合物的“臂”的多少進行任意搭配，容易實現(xiàn)分子級的設計，使得消泡劑的性能可控。3.因為是分子級上的設計，使得消泡劑化學性質(zhì)穩(wěn)定，放置半年以上而不分層， 不易聚集成大消泡劑液滴，避免分散不良而導致不良后果。4.本發(fā)明的制備方法簡單，操作容易，生產(chǎn)原料均可從市場購買得到，耐酸耐堿， 性價比高。5.星型聚乳酸的使用，使該消泡劑具有生物可降解性、生物相容性，符合環(huán)保的要求。
具體實施例方式下面通過具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案，實施例不能理解為對本發(fā)明技術解決方案的限制。實施例1
消泡劑包括消泡活性物質(zhì)和分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的20%，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的80%，消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為1:0.8:2:2的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成，分散介質(zhì)為n=l的η臂線形聚乳酸(ns-PLLA-OH)；其中，所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)為異辛醇， 所述的炔醇類活性物質(zhì)為2，5- 二甲基-3-己炔-2炔醇，所述甘油聚醚為聚氧丙烯甘油醚， 所述的硅油為甲基硅油。自乳化的分子級消泡劑的制備方法為質(zhì)量份數(shù)為20份活性物質(zhì)和80份星型聚合物中加入50份三氯甲烷作為溶劑，1份對甲基苯磺酰氯作為引發(fā)劑，升溫至40度，反應3 小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。實施例2
消泡劑包括消泡活性物質(zhì)和分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的40%，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的60%，消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為1 1. 1 2. 5 3的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成，分散介質(zhì)為n=3的η臂線形聚乳酸(ns-PLLA-OH);其中，所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)為2 —已基癸醇，所述的炔醇類活性物質(zhì)為甲基丁炔醇，所述甘油聚醚為聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚， 所述的硅油為甲基三氟丙基硅油。自乳化的分子級消泡劑的制備方法為質(zhì)量份數(shù)為40份活性物質(zhì)和60份星型聚合物中加入100份三氯甲烷作為溶劑，1. 5份對甲基苯磺酰氯作為引發(fā)劑，升溫至55度，反應4. 5小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。實施例3
消泡劑包括消泡活性物質(zhì)和分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的60%，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的40%，消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為1:1. 5:3:4的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成，分散介質(zhì)為n=6的η臂線形聚乳酸(ns-PLLA-OH)；其中，所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)為4-甲基-2-己醇，所述的炔醇類活性物質(zhì)為3，5- 二甲基-1-己炔-3-醇，所述甘油聚醚為聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚，所述的硅油為甲基苯基硅油。自乳化的分子級消泡劑的制備方法為質(zhì)量份數(shù)為60份活性物質(zhì)和40份星型聚合物中加入150份三氯甲烷作為溶劑，2. 0份對甲基苯磺酰氯作為引發(fā)劑，升溫至70度，反應6小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。實施例4
消泡劑包括消泡活性物質(zhì)和分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的30%，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的70%，消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為1:0. 9:2. 2:2. 5的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成，分散介質(zhì)為n=2的η臂線形聚乳酸(ns-PLLA-OH)；其中，所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)為 3-庚醇，所述的炔醇類活性物質(zhì)為3，6- 二甲基-4-辛炔-3，6- 二醇，所述甘油聚醚為聚氧丙烯甘油醚，所述的硅油為甲基乙氧基硅油。自乳化的分子級消泡劑的制備方法為質(zhì)量份數(shù)為30份活性物質(zhì)和70份星型聚合物中加入70份三氯甲烷作為溶劑，1.2份對甲基苯磺酰氯作為引發(fā)劑升溫至70度，反應 6小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。實施例5
消泡劑包括消泡活性物質(zhì)和分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的50%，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的50%，消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為1:1. 3:2.8:3. 5的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成， 分散介質(zhì)為n=4的η臂線形聚乳酸(ns-PLLA-OH);其中，所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)為異構十三醇，所述的炔醇類活性物質(zhì)為3，6- 二甲基-4-辛炔-3，6- 二醇，所述甘油聚醚為聚氧丙烯甘油醚，所述的硅油為乙基含氫硅油。自乳化的分子級消泡劑的制備方法為質(zhì)量份數(shù)為50份活性物質(zhì)和50份星型聚合物中加入120份三氯甲烷作為溶劑，1. 8份對甲基苯磺酰氯作為引發(fā)劑升溫至70度，反應3小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。實施例6
消泡劑包括消泡活性物質(zhì)和分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的35%，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的65%，消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為1:1. :3:4的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成，分散介質(zhì)為n=5的η臂線形聚乳酸(ns-PLLA-OH)；其中，所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)為十六醇，所述的炔醇類活性物質(zhì)為甲基丁炔醇，所述甘油聚醚為聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚，所述的硅油為含氟硅油。自乳化的分子級消泡劑的制備方法為質(zhì)量份數(shù)為35份活性物質(zhì)何65份星型聚合物中加入100份三氯甲烷作為溶劑，1.5份對甲基苯磺酰氯作為引發(fā)劑升溫至60度，反應 5小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。消泡和抑泡性能測試
使用通氣鼓泡法來測量消泡和抑泡性能；稱取0. Ig的試樣(精確到0. lmg)，加 IOml水稀釋攪勻，即得消泡劑稀釋液；稱取1. Og (精確到0. Img)十二烷基苯磺酸鈉放入 IOOOml燒杯中，加入400ml水小心攪拌至全溶，燒杯放入恒溫水浴鍋中保溫，再將鼓泡儀鼓泡頭放置于燒杯內(nèi)的溶液底部，以2L/min鼓氣量開始鼓泡，待泡沫至杯口時，快速均勻地加入消泡劑稀釋液，同時啟動秒表，記錄泡沫消至液面的時間為消泡時間，消泡時間短， 消泡效果好；泡沫再次升到600ml、800ml和IOOOml的時間為抑泡時間，抑泡時間越長，抑泡效率高；本測量是在室溫下進行，還可以通過改變水浴溫度以測試不同溫度下的消泡和抑泡性能；結(jié)果如表1所示。表1消泡與抑泡性能測試
權利要求
1.自乳化的分子級消泡劑，其特征在于消泡劑包括消泡活性物質(zhì)和分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)為總質(zhì)量的20-60%，分散介質(zhì)為總質(zhì)量的40-80% ；其中，所述的消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為1:0.纊1.5:2 3:2、的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成，所述的分散介質(zhì)為接枝星型聚合物。
2.根據(jù)權利要求1所述的自乳化的分子級消泡劑，其特征在于所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)的通式為ROH，R為C7-C30的長鏈醇，高級脂肪醇為總質(zhì)量的5_15%。
3.根據(jù)權利要求2所述的自乳化的分子級消泡劑，其特征在于所述的高級脂肪醇活性物質(zhì)的通式為ROH，R為C7-C16的長鏈醇，包括4-甲基-2-己醇、異辛醇、3-庚醇、異構十三醇、2 —已基癸醇、十四醇或十六醇，高級脂肪醇為總質(zhì)量的8-15%。
4.根據(jù)權利要求1所述的自乳化的分子級消泡劑，其特征在于所述的炔醇類活性物質(zhì)的通式為I^1C ε CR2, R1和&為相同或者不同的脂肪醇基，炔醇類活性物質(zhì)為總質(zhì)量的 5-10%ο
5.根據(jù)權利要求4所述的自乳化的分子級消泡劑，其特征在于所述的炔醇類活性物質(zhì)為炔醇或炔二醇，包括甲基丁炔醇、2，5- 二甲基-3-己炔-2，5- 二醇、3，5- 二甲基-1-己炔-3-醇或3，6- 二甲基-4-辛炔-3，6- 二醇，炔醇類活性物質(zhì)為總質(zhì)量的6-8%。
6.根據(jù)權利要求1所述的自乳化的分子級消泡劑，其特征在于所述甘油聚醚的結(jié)構通式為R {0 (EO) m (PO) nH} 3，R為CH2CH2CH2, m和η代表環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合度，為1_50 的整數(shù)，分子量為500-2000，甘油聚醚為總質(zhì)量的15-25%。
7.根據(jù)權利要求6所述的自乳化的分子級消泡劑，其特征在于所述的甘油聚醚為聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚，為總質(zhì)量的15-20%。
8.根據(jù)權利要求1所述的自乳化的分子級消泡劑，其特征在于所述的硅油為甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、 甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油。
9.根據(jù)權利要求1所述的自乳化的分子級消泡劑，其特征在于所述的分散介質(zhì)中的接枝星型聚合物為η臂線形聚乳酸(ns-PLLA-OH)，其中n=l_6。
10.根據(jù)權利要求1所述的自乳化的分子級消泡劑的制備方法，其特征在于制備方法為質(zhì)量份數(shù)為2(Γ60份活性物質(zhì)和4(Γ80份星型聚合物中加入5(Γ150份三氯甲烷作為溶劑，Γ2份對甲基苯磺酰氯作為引發(fā)劑，升溫至4(Γ70度，反應3飛小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。
全文摘要
本發(fā)明公開自乳化的分子級消泡劑及其制備方法，消泡劑包括占總質(zhì)量20-60%的消泡活性物質(zhì)和占總質(zhì)量40-80%的分散介質(zhì)，消泡活性物質(zhì)由質(zhì)量比為1:0.8~1.5:2~3:2~4的高級脂肪醇、炔醇、聚醚和硅油組成，分散介質(zhì)為接枝星型聚合物；質(zhì)量份數(shù)為20~60份活性物質(zhì)和40~80份星型聚合物中加入50~150份三氯甲烷、1~2份對甲基苯磺酰氯，升溫至40~70度，反應3~6小時；反應結(jié)束后碳酸鈉洗至ph=7，使用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干溶劑即得消泡劑。本發(fā)明的消泡劑中的星型聚合物伸開的“臂”接枝活性物質(zhì)，使各組分協(xié)同增效，得到的消泡劑穩(wěn)定性好、表面張力小、表面活性高、消泡能力強、抑泡時間長、用量小。
文檔編號B01D19/04GK102160939SQ201110050049
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權日2011年3月2日
發(fā)明者侯琳熙, 凌功明, 凌坤華, 吳建康, 李亞夫, 溫國楨, 紀明智, 范陽海 申請人:江蘇斯德瑞克化工有限公司