[发明专利]氟改性有机硅的消泡剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明消泡剂的技术领域，尤其涉及氟改性有机硅的消泡剂及其制备方法。

背景技术

在浮选、灭火、除尘、洗涤、制造泡沫陶瓷和泡沫塑料等过程中需要利用泡沫；而在发酵、涂料、造纸、印染、排除体内器官胀气、锅炉用水、废水处理及棱镜或玻璃的制造过程中需要消除泡沫，可见泡以及泡沫伴随着人们的生产和生活。所谓“泡”或“气泡”是由不溶性气体存在于液体或固体中或以它们的薄膜包围而形成的，它是一种具有气/液、气/固、气/液/固界面的分散体系，在选矿及油田体系中常见到气/液/固界面的分散气泡。许多气泡聚集在一体彼此以薄膜隔开的积聚状态称之为泡沫。泡沫的生成主要有物理法、化学法和表面活性剂法等。物理法又包括送气法(鼓泡)、溶解度降低法、加热沸腾法以及工业上常用的如振动、搅拌等起泡方法。其中送气法最为常用，技术上的关键是通过调节送气压力即可调节气泡的生成速度。一般送气速度越快，表面压力降低得越多，则气泡越易生成。缺点是送气压力大小与蒸发速度相矛盾，送气压力越低、蒸发越快。化学方法是指一切热分解反应可以产生气体的反应都可以用来起泡。例如小苏打碳酸氢钠等的加热分解以及生物发酵过程中产生的气体均可造泡。无论是物理法还是化学法，泡生成的难易和稳定程度大小都必须保持低的表面自由能。降低表面自由能最有效的方法就是加入表面活性剂。根据表面活性剂的作用不同，又分为起泡剂、稳泡剂和消泡剂等。

现有技术中，消泡剂的消泡效果较差。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种氟改性有机硅的消泡剂，该消泡剂具有较高的消泡效果。

一种氟改性有机硅的消泡剂，包含线性氟改性有机硅氧烷聚合物，所述线性氟改性有机硅氧烷聚合具有如下结构式：

其中，X为，E为—C₂H₄—和/或—C₃H₆—，m、n、a均为正整数。

上述，m、n、a为正整数，可以理解的是，可以为1、2、5、8等等。

作为本发明的上述结构式中，较好地m为为10～30，n为20～50，a为2～6。

线性氟改性有机硅氧烷聚合物具有消泡作用，其系分子结构中含有—SiO结构，这就能产生二个方面的作用。一方面是具有很低的表而张力，在泡沫液膜上具有很好的铺展性能，能迅速在泡沫表而扩散展开，在扩散展开的过程中将泡沫液膜表而具稳定作用的表而活性剂分子排开降低了泡沫壁局部的表而张力，破坏了泡沫的”自我痊愈”效应，使泡沫破裂。另外一个方面作用就是当有机硅消泡剂分散在起泡液体中，它可能插入到泡沫液壁，但只散布到很有限的程度，与发泡剂一起形成混合单层液膜，但此混合液膜的内聚性不佳，局部粘度下降，同样造成泡沫破裂。另外，其分子结构中所带有的C-F结构能降低表面能，以提高其消泡能力。

作为本发明的消泡剂，线性氟改性有机硅氧烷聚合物可作为消泡剂的主要成分。当然，还可加入其它的组分。较好地，按照质量份其可以包含5～9份白炭黑、20～40份线性氟改性有机硅氧烷聚合物、2～5份表面活性剂、1～3份偶联剂。具体地，白炭黑的质量份可以为5份、5.5份、6份、7份、8份、8.5份或9份等；线性氟改性有机硅氧烷聚合物的质量份可以为20份、22份、25份、30份、35份、38份或40份等；表面活性剂的质量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等；偶联剂的质量份可以为1份、1.2份、1.5份、2份、2.5份、2.8份或3份等。

上述白炭黑是即纳米SiO₂的俗名。作为本发明的白炭黑的粒度较好地为30～50nm，例如可为30nm、32nm、35nm、40nm、45nm或50nm等。

表面活性剂的作用是作为乳化剂。其可为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或高分子表面活性剂。

阳离子表面活性剂可以为季铵盐表面活性剂，如十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵等。

阴离子表面活性剂，是指阴离子中带有亲水基团和亲油基团的表面活性剂。阴离子表面活性剂即可以为脂肪酸盐，如硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁等；或者可为硫酸盐，如十二烷基硫酸钠、十六醇硫酸钠等；或者可为磺酸盐，如十二烷基苯磺酸钠、二己基琥珀酸磺酸钠、二辛基磺化琥珀酸钠等；或者可为胆盐，如甘胆酸钠、牛胆磺酸钠等。本发明的阴离子表面活性剂可优选为十二烷基硫酸钠。