气相法白炭黑在消泡剂中的应用
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聚醚改性聚硅氧烷消泡剂的制备蔡振云,银燕,王健(浙江大学化工研究所,杭州!"##$%)摘要:以高含氢硅油为原料,采用调聚法制备低含氢硅油;同时,以丙烯醇为起始剂、碱为催化剂,进行环氧乙烷、环氧丙烷的开环共聚,制成端烯丙基聚氧烯醚;再用端烯丙基聚氧烯醚对低含氢硅油进行接枝改性,获得聚醚改性聚硅氧烷;以改性后的聚醚聚硅氧烷为主要原料,筛选合适的乳化剂、增稠剂制备出高效的消泡剂。
关键词:含氢硅油,聚醚改性聚硅氧烷,消泡剂,白炭黑中图分类号:&’!()(*"文献标识码:+文章编号:"##,-(!’,($##.)#(-##$#-#!收稿日期:$##(-"$-!#。
作者简介:蔡振云(",’!—),男,硕士,副教授,主要从事精细化学品、日用化学品、有机胺、聚合反应等方面的研究,承担过国家科技攻关项目的研究和开发。
/01234:536526",%,!7589:;81聚醚改性聚硅氧烷是近年来国内外研发的热点。
通过亲水性聚醚的接枝改性,可赋予聚硅氧烷以水溶性,使其既具有传统聚硅氧烷的耐高低温、抗老化、低表面张力等优异性能,又具有润滑、柔软、良好的铺展性和乳化稳定性等["];因而在化妆品、纺织后整理剂、纺丝油剂及消泡剂等产品中具有广阔的应用前景。
普通的聚硅氧烷消泡剂由于表面能较低、疏水性强,与其它有机物的互溶性差,在水相体系中的应用效果特别差。
如在喷射染色加工等高剪切、高温条件下,普通的聚硅氧烷消泡剂会产生薄膜状沉淀而使被染物产生斑点。
聚醚改性聚硅氧烷由于引入了亲水性聚醚链段,因而能在水中分散、乳化,乳化稳定性高;而且具有逆溶性,所以适合于高温高压液流染色工艺[$]。
因此,近年来聚醚改性聚硅氧烷在消泡剂中的应用日益受到重视。
本实验以高含氢硅油为原料,采用调聚法制成低含氢硅油;同时,以丙烯醇为起始剂、<2&=为催化剂,进行环氧乙烷、环氧丙烷的开环共聚,制成端烯丙基聚氧烯醚;再用端烯丙基聚氧烯醚对低含氢硅油进行接枝改性,获得聚醚改性聚硅氧烷。
气相法白炭黑在塑料的用途白炭黑,是一种无色、松散、细微的粉末状物质,由于颗粒非常小且表面特殊,因此有较大的比表面积,极易起到填充剂的作用。
在气相法中生产的白炭黑,具有比表面积高、细粒度、极易分散、遮盖力强、增强物理性能等一系列优异特点,因此广泛应用于塑料制品中,主要具有如下几个方面的应用:一、改善塑料性能1.提高塑料硬度与韧度:白炭黑具有填充效果,同时也能作为加强剂进一步增强材料硬度和韧度,在塑料中添加适量的白炭黑可以使材料具有更好的机械强度和耐磨性。
2.提高塑料的导电性:在一些高科技领域的塑料中,需要具备导电性质,白炭黑则可以作为传导性填充剂进一步提高材料导电性。
3.改善耐紫外线性能:在室外环境中,因为紫外线能引起材料老化变性,而炭黑可以吸收紫外线,因此很多塑料中也会加入白炭黑以增强材料的耐紫外线性能。
二、提高塑料加工性能1.增加流变性:在塑料加工过程中,为了保证良好的流动性,需要添加流变助剂,而白炭黑可以起到增加塑料流变性的作用。
2.提高热稳定性与加工温度:白炭黑作为导热剂的作用,可以部分承担材料的传热功能,从而降低材料熔融温度,增加热稳定性,适当增加的白炭黑含量也可以提高塑料的加工温度范围。
三、提高塑料外观1.美观:白炭黑增强了塑料的遮盖力,能在一定程度上遮盖其他不均匀颜色或表面缺陷。
2.艳丽:白炭黑也是一种白色染料,可以作为添加剂调配上各种色彩来适应产品外观的需求。
四、应用案例1.PP材料的改善:PP(聚丙烯)是常用的塑料之一,常用于制作牙刷、瓶盖等制品,但它很容易因高温熔化而失去形状稳定性。
在PP中加入适量的白炭黑,可以增强其热稳定性,并且提高硬度、韧度和耐磨性。
2.PVC材料的改善:PVC材料在加工过程中容易断开,在加入白炭黑后,PVC材料的流动性有所改变,让他更加容易加工;同时,白炭黑也可以提高PVC材料的性能,使得PVC材料更加硬度,环保和耐磨性都得到了提高,可以用于制作电线、管道等。
气相法白炭黑补强作用研究气相法白炭黑的重要应用领域--复合绝缘子(广州吉必盛宣传部)气相法白炭黑是一种重要的无机功能材料,有着广泛的应用,在硅橡胶和特种橡胶中主要用作补强剂,其补强效果甚至超过碳黑。
在硅橡胶中加入气相白炭黑后,可使胶料拉伸强度提高20倍左右,撕裂强度提高40倍,且透明度高。
气相白炭黑用于丁睛橡胶、羟基丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶中,制造出的油田用橡胶件的性能,与采用沉淀白炭黑或炭黑的胶料比,具有更高的硬度、拉伸强度,以及较好的耐磨性和较低的水膨胀性。
气相白炭黑对橡胶的补强性能主要取决于白炭黑粒子的大小、结构和表面化学性质。
通常情况下,粒子的大小以平均粒径或比表面积表示,其测定方法有电子显微镜法或BET吸附法。
在TEM 电镜下对气相白炭黑进行观察,白炭黑粒子呈球形颗粒,它们并不是以单个的粒子存在,很多个白炭黑粒子聚集成在一起,这些聚集体又附聚在一起形成带空隙的结构,在基料中经分散静止后形成三维网状结构,这种三维网状结构是一种动态的、暂时的结构,在外力的作用下会发生变形,空隙的形状和大小也会随之发生变化,很有“揉性”。
在TEM电镜下还可以观察到白炭黑粒子的表面布满了很多微孔,这种微孔从粒子的表面延伸到里面,不过微孔很小,橡胶分子很难进入。
对气相白炭黑进行红外测试,可以发现粒子的表面有大量的硅烷醇基团(SiOH),有两种羟基存在,一是孤立的自由羟基,以一定的间距“联”在颗粒的表面;二是连生的、形成氢键的缔合羟基,在颗粒的内部则是以Si-O-Si结合。
由于表面的氢键作用,使之形成的附聚体既发达又牢固。
气相白炭黑在基料中形成的这种三维网状结构起到了骨架作用,从而对硅橡胶和特种橡胶具有很好的补强作用,补强作用的大小与这种网状结构的形状和牢固程度有直接的关系。
白炭黑粒径越小,比表面积越大,形成的附聚体的刚性越强,粒子与胶料的接触面大,结合点多,对橡胶的补强性能越好,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性也高,但弹性下降,因此混炼黏度增大,加工性能恶化。
白炭黑
一、简介
,因其为白色,且主要物性及用途与炭黑相似而得名。
白炭黑的主要成份是SiO
2
白炭黑按生产方法的不同可分为沉淀白炭黑(沉淀水合二氧化硅)和气相法白炭黑(气相二氧化硅),两种产品的生产方法不同,性质及用途也有很大区别,以下介绍的产品是用硫酸沉淀法生产的,也即沉淀法白炭黑,以下所涉及的白炭黑均为沉淀法白炭黑。
白炭黑各指标在应用中的作用
1、比表面积
白炭黑补强作用的大小,主要取决于它的比表面一般随比表面积增大,橡胶制品的各项强度指标均增大,但回弹性降低,撕裂强度降低,且不耐磨,混炼时分散困难,生热高,胶料门尼粘度大,易焦烧,因此,不同配方,不同用途,要求比表面积也不一样,比表面积对硫化橡胶物理机械性能的影响不是始终如一的。
2、吸油值
吸油值大小体现的是结构度的高低,吸油值大,结构度小,硫化胶的伸强度一般较大,抗张强度和硬度较大,特别是耐磨耗较小,但伸长率较低。
3、900℃灼烧减量
表现的是表面羟基过多时,易造成橡胶复合材料的结构化,使材料变脆。
影响加工性能,并且硫化胶易掉块,且表面羟基对硫化促进剂有强烈的吸附作用,延长硫化时间。
4、105℃加热减量
反映粒子空隙中自由水的多少,过少时,胶料结构化程度高炼胶变得困难,若加热减量为零,则白炭黑毫无用处,一般控制在6%左右较合适。
5、PH值
一般在7左右,PH值升高(酸性减小),胶料硫化速度加快。
、
6、可溶性盐
越少越好,但越少,成本越高。
气相法白炭黑生产方法及应用概述
气相法白炭黑(俗称纳米白炭黑)是人工合成物无定形白色流动性粉末,是一种松散、无定形、无毒、无味、无嗅,无污染的非金属氧化物纳米材料。
其原生粒径介于7~80nm之间,比表面积一般大于100㎡/g,是极其重要的纳米级无机原材料之一。
由于其纳米效应,在材料中表现出卓越的补强、增稠、触变、绝缘、消光、防流挂等性质,因而广泛的应用于橡胶、塑料、涂料、胶粘剂、密封胶等高分子工业领域。
作为液体的触变剂和增稠剂,防沉淀、防流挂;改善颜料填料在液体体系中悬浮性和分散性;用作分散和研磨助剂;提高涂层耐腐蚀性;提高粉末流动性、贮存稳定性;改善粉末带电量及电荷稳定性;提高抗水性;提高漆膜抗刮伤性;提高颜色鲜艳性;固定特殊效果;提高漆膜物理机械性能;提高漆膜附着力和柔韧性;改善橡胶、弹性体粘弹性能,补强;消泡剂中的消泡作用;提高涂层表面硬度、抗刮擦;薄膜及弹性体中防止粘连;作为吸附剂和载体;用于喷墨打印涂层;作为齿科材料的高级填充物;作为催化剂载体,显著的热绝缘性,用于低温和高温绝缘。
一、气相法白炭黑生产方法简介
化学气相沉积(CAV)法,又称热解法、干法或燃烧法。
其原料一般为四氯化硅、氧气(或空气)和氢气,高温下反应而成。
反应式为:SiCl4+ 2H2+ O2— SiO2+4HCl。
空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。
将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后,在蒸发器中加热蒸发,并以干燥、过滤后的空气为载体,送至合成水解炉。
四氯化硅在高温下气化(火焰温度1000~1800℃)后,与一定量的。
白炭黑生产工艺及应用白炭黑即水合二氧化硅,是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅,高纯度者SiO2含量达99.8%,质轻,原始粒径<0.0003mm,比重 2.319~2.653,熔点1750℃。
白炭黑经典的制造方法分3类:气相法、沉淀法和离解法。
工业上的制备方法都是这3种方法的组合或改良。
1 气相法1.1 气相法白炭黑的生产气相法白炭黑是硅的氯化物四氯化硅或三氯一甲基硅烷在空气和氢气混合气流中经高温水解生成的一种无定型粉末,往往是球形颗粒,表面带有羟基和吸附水,粒径在7~40nm之间,比表面积大,化学纯度高,SiO2>99.8%。
气相法白炭黑根据是否进行过表面处理可分为亲水型和疏水型,根据比表面的大小又可分为不同的型号。
国内气相法白炭黑市场几乎被国外的几个大公司如德固萨、卡博特、瓦克所垄断,我国仅有几套小规模装置。
如广州吉必时科技实业有限公司在吸收消化国外先进技术的基础上,进行大胆的技术创新,率先在国内建成了一条利用有机硅副产物生产气相法白炭黑的生产线,单机年产量达到500t,目前有4个型号的亲水型产品;吉林化工研究院用有机硅单体副产品生产气相法白炭黑等。
国外气相法白炭黑单套装置能力都在年产4000t以上,美国卡博特公司单套装置规模最大可达年产9000t。
国外气相法白炭黑品种全、牌号多。
美国卡博特公司非处理型气相法白炭黑共有十多个品种(包括3个压缩品种),处理型白炭黑主要有TS- 720,TS-610,TS-530。
与之相比,我国亲水型白炭黑系列牌号少,改性白炭黑系列刚刚起步发展,气相法白炭黑单套装置能力和品种牌号与世界先进水平相比有差距。
但我国已攻克世界级化工课题——纳米白炭黑技术,打破了德、美、日等少数发达国家在这一领域的垄断地位。
华东理工大学的超细材料制备与应用重点实验室与上海氯碱股份公司共同承担完成的“纳米二氧化硅气相燃烧制备技术与设备研制”的成功开发和推广将形成10亿元的产值,有效地推动我国有机硅等行业的发展。
白炭黑的用途及作用是什么白炭黑,即气相法产生的非晶无定形碳黑,在工业生产中被广泛使用。
它具有多种特性和用途,被广泛应用于化工、橡胶、油墨、涂料等领域。
本文将详细介绍白炭黑的用途及作用。
一、化学工业在化学工业中,白炭黑被用作染料和颜料的添加剂,可以调节颜色的深浅、鲜艳度和透明度。
其细粒度和高比表面积使得白炭黑能够有效地增加染料和颜料的分散性,提高着色力和遮盖力。
此外,白炭黑还可以用作催化剂的载体,在有机合成和化学反应中具有重要作用。
由于其高比表面积和活性表面官能团,白炭黑能够提供更多的反应活性位点,促进反应速率和选择性,提高化学反应的效率。
二、橡胶工业在橡胶工业中,白炭黑是一种常见的填充剂。
与传统的炭黑填料相比,白炭黑具有更小的粒径和更大的比表面积,能够提高橡胶的机械性能和加工性能。
它可以增加橡胶的硬度、强度和耐磨性,同时还能减少橡胶制品的粘度,提高流动性,便于加工成型。
此外,白炭黑还能够改善橡胶制品的物理性能,如拉伸强度、断裂伸长率和耐热性。
它能够有效地阻止橡胶老化和氧化,延长橡胶制品的使用寿命。
三、油墨工业白炭黑在油墨工业中是一种重要的填料和增粘剂。
由于其高比表面积和多孔性结构,白炭黑能够增加油墨的粘度和流动性,提高油墨的乳化稳定性和印刷质量。
同时,白炭黑还能够增加油墨的遮盖力和亮度,改善印品的色彩效果和质感。
它可以作为白色油墨的主要成分,用于印刷高要求的文字、图案和图像。
四、涂料工业在涂料工业中,白炭黑广泛应用于各类涂料中,如水性涂料、溶剂型涂料和粉末涂料等。
它可以起到增白剂、消光剂和填料的作用,使涂料具有更好的遮盖力、附着力和光泽度。
白炭黑还可以提供涂料的防腐性能和耐候性,使涂层具有更好的耐久性和抗老化性。
同时,白炭黑还具有一定的增稠效果,可以减少涂料的流动性,提高涂料的垂流性和涂覆性。
五、其他领域除了以上几个领域,白炭黑在其他许多领域也具有广泛的应用。
例如,白炭黑可以用作防腐剂和抗氧化剂,用于食品、医药、化妆品等领域,保护产品的质量和延长使用寿命。
白炭黑常见制备方法摘要:本文介绍了白炭黑的常见制备方法及其产品应用。
关键词:白炭黑;气相法;沉淀法;解离法基金项目:黑龙江工程学院大学生创新训练项目(202211802211)白炭黑常见的制备方法主要有三种:气相法、沉淀法和离解法。
工业上制备方法一般是这三种方法,或者是这三种方法的组合或改良。
1.气相法气相法通常称为化学气相沉积法,又被称为热解法。
一般是在高温条件下加入氧气、四氯化硅和氢气进行反应从而制备出烟雾状的白炭黑[1]。
具体步骤为:将空气和氢气通过增加压力、分离、采用冷却的方式进行脱水、再放入硅胶中进行干燥、最后经过除尘过滤等一系列的步骤后送入合成的水解炉中。
将原料SiCl4送至精馏塔精馏后,在蒸发器中使之蒸发,并用干燥、过滤后的空气用作载体,将处理后的产物送至合成水解炉中。
在高温下SiCl4被气化,将其与一定量的氢气和氧气的混合气体在高温下进行气相水解。
生成的气相SiO2颗粒非常小,与气体很容易形成气溶胶,从而不容易被捕集,因此需要使其先在聚集器中先聚集成较大颗粒,然后用旋风分离器进行收集,最后送入脱酸炉中进行脱酸处理,通过含氨空气吹洗气相二氧化硅至pH为4~6便可得到最终产品。
用这种方法生产制备的白炭黑产品,其比表面积、粒径大小、结构性能和表面性质都和三种气体的配制比例、二氧化硅核在燃烧室中处理的时间、燃烧温度等因素有关。
得到的产品一般是球形颗粒,粒径在10-40nm之间,化学纯度大,比较面积高。
气相法的优点是所得的产品纯度非常高,分散性非常好,颗粒小并呈球形,白炭黑表面具有较少的羟基,补强性能十分优异。
缺点是技术设备要求比较高,所用的原料也相对比较贵,制备工艺也比较复杂。
2.沉淀法我国市场上生产白炭黑的主要方法就是采用沉淀法来生产白炭黑[2]。
沉淀法又被称为硅酸钠酸化法,沉淀法一般是将硫酸或盐酸与水玻璃作用,第一步先生成硅酸,然后生成的硅酸进一步分解而制得白炭黑。
沉淀法之所以在我国能作为白炭黑的主要生产方法是因为沉淀法的生产技术和设备相对来说都比较简单。
气相法白炭黑在消泡剂中的应用
前言
气相法白炭黑是一种高纯、精细、无定形态的二氧化硅纳米粉体。
比表面积为150~380m2/g,原生粒径在7~40 nm之间,聚集体粒径约为200-500纳米,附聚体粒径约为5~20微米,SiO2含量不小于99.8%,是一种多功能添加剂。
除广泛应用于硅橡胶、涂料、油墨、油漆、塑料等领域外,还作为高效硅油消泡剂中的重要组分,起着分散、吸附、增稠防沉的作用。
气相法白炭黑一般有亲水型和疏水型两种产品,其中疏水型产品是利用亲水型产品经过表面化学处理而得。
消泡剂作为工业上一种重要的助剂,用量少但必不可缺,广泛应用于纺织、造纸、石油、食品、制药等各个领域。
消泡剂具有针对性和专用性,因为每种起泡体系的起泡机理和工艺条件不同,不同的起泡体系需要不同的消泡剂。
它大体可分为非硅系和硅系消泡剂。
非硅系如高级醇、酸、烃、聚醚、酯、磷酸酯等,它们用量大且适用性小;硅系消泡剂是硅油/白炭黑硅油膏及改性硅油作为消泡剂的主要成分,是目前应用最广、最高效的一类消泡剂。
与其它种类的消泡剂比较,有几个突出特点:①溶解性小,溶解度参数与其它有机物相差很大,不会与水、含极性基团的化合物和不同SP值的烃类化合物发生缔合。
既可用于水体系,又可用于油体系,对大部分发泡体系都有消泡效果。
②表面张力低,其表面张力为20~21mN/m,比水(76mN/m)及一般起泡液的表面张力都低得多,这是硅油消泡剂应用面广和消泡能力强的主要原因,一般用量仅为发泡液的10~200ul/L,不会污染体系及影响产品的加工性能。
③化学稳定性、耐热性好,能适应弱酸、碱、盐及高温体系的消泡。
④生理惰性,可用于食品、化妆品、医药行业。
⑤品种型号多,可供多种发泡体系选择。
除不允许含分散剂(SiO2)的体系如有些油性体系,气相法白炭黑作为硅系消泡剂的重要组分,其作用是巨大的。
1 气相法白炭黑在消泡剂中的作用
1.1 分散作用
衡量消泡剂好坏的一个重要指标是它的分散效果。
溶解性小而分散性大的物质才能成为消泡剂的活性成分。
二甲基硅油作为消泡剂的主要成分,溶解性小而分散性也小,它必须借助白炭黑、乳化剂和其它分散助剂来提高其分散效果。
气相法白炭黑分为亲水型和疏水型,亲水型含有硅羟键,能和水分子形成氢键,应用在水体系中可促进消泡剂的分散和稳定。
疏水型气相法白炭黑是利用亲水型白炭黑经过表面化学处理而得,使白炭黑的Si-OH数减至合适程度,也可应用于水体系中,减少白炭黑在水体系的缔合度,从而达到最佳消泡效果。
气相法白炭黑在消泡剂中的应用是先把它和二甲基硅油制成白炭黑硅膏,这样可提高它和二甲基硅油的浸润性和在硅油中的分散性。
硅膏的混合方法对硅膏的稳定性和消泡性能有一定影响。
当使用亲水型白炭黑时,由于无机的白炭黑和有机硅油相容性小,为达到混匀的目的,将硅油和白炭黑置于捏合机混合,在150~180℃下通
N2搅拌2~7h,以提高白炭黑和硅油的浸润性。
若使用疏水型白炭黑,由于表
面已经过有机物处理,它和硅油的亲合性大大提高,可在150℃下通N2搅拌2~
5小时即可。
气相白炭黑制成的硅膏成透明或半透明状,比例一般为硅油:白炭黑=(90~95):(10~5),二甲基硅油一般选用25℃,500~1000cp的硅油,白炭黑可选用比表面积200m2/g(BET法)以上。
硅油膏作为硅油消泡剂的活性成分,可直接使用或用溶剂稀释,或用乳化剂或聚醚改性硅油自乳化来达到消泡的目的。
由于SiO2微粒的存在,硅油能迅速铺展在起泡液中,提高了硅油的分散效率,从而提高了消泡效果。
所以,气相法白炭黑在消泡剂中作为一种很重要的分散剂。
1.2 吸附作用
气相法白炭黑在消泡剂中一个重要作用是吸附作用。
由于粒径小,比表面积大,表面能高,三维网状结构,白炭黑可以形成一种巨大的吸附气泡的作用力,它和硅油一起构成攻击气泡的力,即白炭黑吸附并冲击气泡造成薄弱点,在硅油低表面张力的作用下使气泡破裂导致破泡。
因此,气相法白炭黑在消泡剂中相当于“针尖”,用量少但作用巨大。
它和硅油作为高效消泡剂的活性成分,具有复合
高效、协同的消泡效果。
气相法白炭黑由于其特殊的三维网状结构,它的吸附作用是所有白炭黑种类中最强的,所以,在同种条件下,含气相法白炭黑的消泡剂的消泡效果是最好的。
因此,若要获得高性能、复合消泡剂,建议使用气相法白炭黑。
1.3 增稠防沉作用
乳液型硅油消泡剂的重要指标是消泡效果和储存稳定性,特别是含硅膏乳液。
影响乳液稳定性的原因有很多,如乳液的粒径、乳液的粘度等。
乳液粒径是乳液型消泡剂最重要的控制指标,一般要求粒径小于10um。
乳液粒径取决于乳化剂的选择、乳化工艺和微粒的大小。
气相法白炭黑的最小粒径可达5um左右,含
这种白炭黑的硅油乳液微粒在起泡液中构成颗粒非常小、数量非常多的基本消泡单元,使消泡剂达到最佳消泡效果。
同时由于粒径小、比表面积大,稳定的氢键三维网状结构,使白炭黑微粒能均匀、稳定地分布在整个体系中,使体系储存稳定。
所以,气相法白炭黑在消泡剂中作为一种非常好的增稠防沉剂,一般应选用比表面积为200~300m2/g的型号。
综上所述,气相法白炭黑硅油膏在硅油消泡剂中作为消泡活性物起着非常重要的高效复合、协同作用,极大地提高了硅油的消泡效率。
2 气相法白炭黑在消泡剂中的应用
硅油消泡剂按其产品形态可分为硅油型、硅膏型、溶液型、乳液型、改性硅油型及固态型六类,其组成和应用如下表:
下面以用量较大的乳液型消泡剂和自乳化型聚醚消泡剂为例来说明它的应
用情况。
1、乳液型硅油消泡剂
乳液型消泡剂是一种通用型有机硅消泡剂,是用低起泡性乳化剂如司盘、吐温、聚乙二醇醚等乳化硅油/硅油膏制成的水包油(O/W)型乳液。
它的特点是
易分散在水体系中,可广泛用作水相体系的消泡,它对起泡液的温度、酸、碱、盐比较敏感,易导致飘油或破乳,而且稀释稳定性和持久性差,二甲基硅油会慢慢析出,从而失去消泡能力,对于不能含油的体系会污染体系。
乳液型消泡剂配方举例:(含活性物30%)
①先制成白炭黑硅膏:(如2.1中所述)
25℃,500cp 二甲基硅油45.0g
25℃,1000cp 二甲基硅油45.0g
气相法白炭黑(吉必时HL-200)10.0g
合计100.0g
②制成乳液:将白炭黑硅膏和复合乳化剂混合加热至60~70℃,搅拌1小时,
在高速搅拌下缓慢加入50℃水,继续搅拌15分钟左右,加入增稠剂调至合适粘度,过滤得乳液。
白炭黑硅膏(同上)30.0g
S-80 6.0g
T—80 2.0g
聚氧乙烯(20)烷基醇醚 2.0g
水60.0g
增稠剂0.5-1.0g
合计100.0g
2、自乳化型聚醚硅油消泡剂
自乳化型聚醚硅油消泡剂是一种以白炭黑硅油膏、聚醚改性硅油为活性成分,再配以其它助剂而成的自乳化型新型高效复合有机硅消泡剂。
聚醚改性硅油具有很强的乳化能力,能乳化硅油和自乳化,使整个乳化体系非常稳定;由于兼具聚硅氧烷的低表面张力和聚醚的易分散性的特点,使消泡剂易于分散铺展;高于浊点温度时具有消泡性,低于浊点温度则分散在起泡液中,使消泡持久。
由于各组分的协调作用,提高了消泡剂的适用性,具有耐高温、耐酸碱、机械稳定性、适用范围广、用量少、效力高、持久消泡的特点,广泛应用于印染、造纸、制药、涂料、石油、化工等领域,特别适应于一般硅油乳液难以胜任的苛刻起泡液中,如聚酯纤维织物高温染色工艺中的消泡,二乙醇胺水溶液脱硫体系的消泡,各种油剂、切削液、不冻液等体系的消泡。
染色用自乳化聚醚消泡剂配方举例:(含活性物100%)
聚醚硅油:用低含氢硅油(0.18%)和单端烯丙基聚醚(EO:PO=4:6)在N2气保护下,80~100℃,Pt配合物催化下进行氢硅化反应,得淡黄色改性聚醚硅油。
聚醚改性硅油650g
白炭黑硅膏(同上)150g
烯丙基聚醚(EO:PO=1:1)150g
(25℃,50~100cp)低粘度羟基硅油50g
合计1000g
3 配比及应用体系:
气相法白炭黑在消泡剂中的用量一般为1%左右,可根据应用情况适度调整。
气相法白炭黑可应用在弱酸、弱碱、盐、高温、剪切等体系中,但在高温强碱(PH>13)起泡液中,亲水型白炭黑会逐渐溶于体系中变成水溶性硅酸盐,从而
降低消泡效果,而疏水型白炭黑由于表面Si-OH数量很少,减少了在水体系中的缔合度,较亲水型要难溶些,所以在这种起泡液中,选用疏水型白炭黑效果要好些。
4 结论
1)气相法白炭黑由于其特殊的结构,特别是三维网状结构,使其具有强吸附率而导致破泡,是高效消泡剂中最重要的一种添加剂。
2)应选择比表面积为200~300m2/g(BET法)的气相法白炭黑,因它具有最佳的分散、吸附、防沉效果。
3)气相法白炭黑在应用时,一定要进行预分散,以使它和硅油等有机物充分浸润和均匀,从而在消泡剂中有更好的相容性、稳定性和消泡效果。
4)除不允许有分散剂(SiO2)的体系,含气相白炭黑的消泡剂可广泛应用在各种起泡体系中。
(GBS 蒋丽妍)。