[发明专利]生物柴油基的乳液型消泡剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及造纸工业用消泡剂，具体而言，涉及水包油(O/W)乳液型消泡剂及其制备方法，具有良好的抑泡消泡性能并且更加稳定，该消泡剂乳液是以生物柴油作为油相，适合用于造纸涂料以及造纸厂的湿部消泡。

背景技术

消泡剂是一种化学添加剂，广泛使用在制浆和造纸工业上。其主要功能包括消泡和抑泡两个方面。根据消泡剂采用载体的不同，分为油基消泡剂和水基消泡剂。油基消泡剂的活性成分是被乳化或分散在碳氢化合物载体中的。

通常使用石油产品例如煤油、柴油、矿物油等有机烃类来制备油基消泡剂乳液。一般情况下，油基消泡剂乳液在存放过程中可能发生分层现象，即破乳，破乳后的消泡剂会变得低效或者甚至失去效力，因此，通常需要在油基消泡剂中加入一定量的增稠剂以提高消泡剂的稳定性。

另外，随着相关食品环境安全法规的出现，对造纸行业中使用的添加剂包括消泡剂，严格限定有机烃有害残留成分如芳香烃等的含量，因而在工业上开始使用纯度很高的矿物油进行替代生产。但是，矿物油价格昂贵，人们又开始转向寻找低廉的替代品或者消泡剂配方来满足生产和安全的需要。

阿根廷专利申请AR056443公开了一种消泡剂，其主要组分是植物油制备的脂肪酸甲酯(生物柴油的主要成分)，这种配方还含有一些无机颗粒、增稠剂、溶剂以及其他功能成分。生物柴油引入到消泡剂领域是一个全新的研究课题，但是，该专利申请除了上述描述的内容外，没有公开任何关于消泡剂的其他具体组分、组分配比以及如何制备等内容，本领域技术人员根据该文献公开的有限内容，并无法获知这种消泡剂的具体组成和制备方法。

中国专利申请CN101638871A也公开了一种引入生物柴油的新型消泡剂，包括将脂肪酸甲酯衍生物作为消泡剂组成的一部分，其中脂肪酸甲酯衍生物是在催化剂作用下与环氧乙烷和/或环氧丙烷通过加成反应形成的，并且该消泡剂配方还添加了聚醚和天然油脂等活性成分。但是，这种技术方案需要将生物柴油进行化学改性，从而增加了化学处理的复杂过程；另外，此类消泡剂含有大量表面活性物质聚醚，容易对造纸的施胶过程产生负面影响。

消泡剂乳液通常是难以制备并保存的，成功的消泡剂配方除了满足抑泡消泡的基本功能外，还要求良好的产品稳定性。现有技术中也存在多种不同的消泡剂配方，其主要差别在于消泡剂的组分的选择、各组分含量、组分本身的性能以及相互作用，并且制造方法也至关重要。

本发明人经过大量的试验和研究，发现了一种新型的水包油乳液型消泡剂配方，使用生物柴油作为消泡活性成分，完全替代传统的有机烃作为油相，不仅符合食品安全的标准，而且采用特定的组分和制备方法，得到水包油乳液型消泡剂，在保持良好的抑泡消泡性能的同时，具有优异的稳定性，在存放过程中不易发生分层现象。

发明内容

本发明公开抑泡消泡性能良好并且更加稳定的水包油乳液型消泡剂，其以生物柴油为原料，可以用于造纸涂料以及造纸厂的湿部消泡，不仅符合通常的国家食品安全标准，对环境友好，而且相对于传统消泡剂，具有更好的存放稳定性效果以及消泡性能。

本发明一方面提供一种制备水包油乳液型消泡剂的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)向30至60重量份生物柴油中加入0.2至6重量份乳化剂混合，再逐渐加入0.5至3重量份疏水气相二氧化硅，充分搅拌足以分散所述二氧化硅，而得到混合物A；

(ii)向5至30重量份非离子表面活性剂中逐渐加入10至50重量份水，根据形成混合物的粘度变化调节搅拌速度，搅拌均匀后而得到混合物B，其中所述非离子表面活性剂具有低于50oC的浊点；然后

(iii)向混合物B中逐渐加入混合物A，搅拌均匀，得到所述水包油乳液型消泡剂。

本发明另一方面提供根据本发明方法制备得到水包油乳液型消泡剂，所述消泡剂油相粒径为4至8微米，粘度为100至1000厘泊，可以广泛用于造纸涂料以及造纸厂的湿部消泡。

本发明再一方面提供抑制或消除造纸涂料和造纸系统中泡沫的方法，包括向造纸涂料和造纸系统中加入本发明方法制备得到的水包油乳液型消泡剂。

本发明人经过多次试验中已经证明，在本发明中各组分的选择以及其结合方式和混合顺序对于形成本发明水包油乳液型消泡剂是至关重要的，各组分的不同结合方式以及混合顺序对于形成的消泡剂最终形态导致完全截然不同的结果，并且对于消泡剂乳液活性的保留程度和保存时间的长度也有决定性的影响。

采用本发明方法制备水包油乳液型消泡剂具有如下优点：