[发明专利]用于纸浆厂应用的消泡剂乳液组合物

说明书

本发明要求于2004年12月10日提交的美国临时申请第60/635,359号的权益，其内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及用于纸浆和造纸厂应用领域中作为消泡剂的水包油型乳液。所述消泡剂包含油掺合物(三酸甘油酯油或三酸甘油酯油与聚硅氧烷的混合物)、稳定剂(使得油掺合物在乳液中稳定)、疏水性二氧化硅微粒、表面活性剂、分散剂及其它组分。该乳液适合直接以低的浓度使用以控制泡沫。

背景技术

消泡剂在纸浆和造纸厂中需要用来1)减少不需要的泡沫，由此增加从纸浆栅的排水，2)使过程化学品的损失最小化，以及3)增加设备的能力。连续的消泡剂改进技术是极为需要的，尤其是就成本效率、对环境法规的满足以及减少在纸浆和纸产品中不需要的污染物而言。

在消泡剂应用中，涉及造纸黑液的纸浆和造纸厂应用被认为是最具挑战性的。在不同的牛皮纸厂中，甚至在相同工厂中的不同工段也可以发现了不同浓度和组成的牛皮纸黑液。举例来说，牛皮纸黑液可以包含33％的木质素、27％的有机酸、23％的无机组分、6％的萃取物(例如木树脂、脂肪和树脂酸、二酸甘油酯和三酸甘油酯、甾醇酯、甾醇等)和11％的结合钠。很多这些组分(例如脂肪酸、木质素和木树脂部分)是天然的泡沫稳定剂。这里请注意，脂肪和树脂酸在所述黑液的碱性pH下是皂化/盐形式的。另外，化学添加剂也加入表面活性剂装料中，尤其是在造纸厂中。诸如纸细粒和填料的粒状材料在某些条件下也可以稳定泡沫。而且，所述工厂中的黑液要求高的温度和高的pH。

消泡剂另外的纸浆和造纸应用包括其在亚硫酸盐制浆法和在流出液及其它水处理中的用途。对于很多的这类应用而言，三酸甘油酯油的使用可以是特别有吸引力的，因为它们被认为是不太有毒的，并比其它油类更“绿色”。纸浆和造纸应用中使用的消泡剂也可用于其它的非食品工业应用。

尽管已知有很多消泡剂，但最有效的纸浆厂消泡剂是基于聚硅氧烷的水包油型乳液。在水包油型乳液中，水构成连续相。用于纸浆厂应用的简化的有机硅消泡剂由四种组分组成：1)水，2)聚硅氧烷，3)疏水性二氧化硅微粒，以及4)一种或多种分散剂、表面活性剂和添加剂。在此一般性的方案内，存在多种不同可能的消泡剂配方，差别在于组成或功能、组分的数目、所选材料的特性以及制造方法。

消泡剂乳液是难以制造的，其需要特殊的组成和方法来产生稳定的乳液。如果乳液“破裂”并且发生相分离，则除了产生结垢和沉积物形成外，消泡剂的效果降低。因此，成功的消泡剂乳液必须满足使泡沫最少和使乳液稳定的要求。其必须是微生物惰性的。另外，如果消泡剂乳液能够改进排泄，则其具有提高的价值。

发明内容

本发明涉及稳定的水包油型乳液组合物，其可用于在纸浆和造纸厂应用中控制泡沫，该组合物包含：

1)三酸甘油酯油(或三酸甘油酯油的混合物)和硅油或聚硅氧烷材料的油掺合物。所述硅油或聚硅氧烷材料的含量为大于2.5重量％，

2)稳定剂或增容剂，用于三酸甘油酯油/硅油或聚硅氧烷材料掺合物，

3)疏水性微粒，

4)表面活性剂和/或分散剂，

5)水，至少51重量％或更高。

另外，其它组分如增稠剂和抗微生物剂可任选加入。所有的功能性乳液组分如三酸甘油酯油、三酸甘油酯油的混合物、硅油、聚硅氧烷材料、稳定或增容剂、表面活性剂及分散剂都具有140(60℃)或更高的闪点。

使用酸或碱，对所述消泡剂乳液进行任选pH调节至所需的pH，以便改进乳液的稳定性。

“闪点”是指液体在试验容器内释放出足够浓度的蒸气，在接近液体表面形成与空气的可燃混合物的最低温度，其应当使用适宜的试验方法来确定。对于在100(37.8℃)时粘度小于45SUS、不含悬浮固体并且在试验条件下不具有形成表面膜趋势的液体，适宜的试验方法由Tag Closed Tester(ASTM D-56-70)在用于闪点的标准试验方法中规定，并且应当被用来确定所述闪点。对于在100(37.8℃)时粘度为45SUS或更大，或者含有悬浮固体，或者在试验条件下具有形成表面膜趋势的液体，适宜的试验方法由Pensky-Martens Closed Tester(ASTM D-93-71)在用于闪点的标准试验方法中规定，并且应当被用来确定所述闪点。

本发明还涉及这些乳液在纸浆和造纸应用中控制泡沫的用途。

本发明的消泡剂组合物的优点在于其包括1)减少使用硅油或聚硅氧烷材料，2)较低的成本，以及3)更为有利的环境特征。

附图说明

图1所示为豆油-蓖麻油的混合物在不同浓度下的表面张力图。

具体实施方式