基礎材料|有機矽在消泡劑領域應用

     康達科技集團(Qanta Group) 是全球領先的有機矽解決方案供應商之一,致力於提供個性化的有機矽解決方案。其擁有從金屬矽到特種有機矽材料的全方位產品供應鏈。主要業務為特用化學品技術及特殊SILICONE與複合材料相關應用製程技術材料開發、設計、銷售。目前已有18年以上曆史,與全球500強企業有合作銷售經驗,是一家集科研,開發,生產及銷售為一體的國家級高新技術企業,擁有國際化品質,技術和管理及提供一條龍Silicone 材料應用整合。公司擁有廣泛的銷售和研發網絡,可提供有利於未來可持續發展的創新技術和基於市場需求的解決方案

      有機矽消泡或抑泡的能力,是由於它具有的很低的表麵張力。有機矽化合物(矽油)幹擾氣液界的表麵張力,導致消泡效果。

      當有機矽加到泡沫介質中時,矽油的小顆粒落到泡的表麵,同時有效地降低接觸點的表麵張力,在泡外皮引起一個薄弱點,從而引起破泡。 

      最佳消泡活性標準可以如此描述:遊離的矽油小粒子必須完全地、盡可能快地和有效地分散到活動區內。矽油借助於生產加工時加入的比例很小,表麵積很大的SiO2填料作用,而迅速分散,並在SiO2粒子接觸點外引起破乳破泡,擠在一起的泡沫由於臨近處泡沫的破裂,引起不穩定態,加快引起連續破泡的效果,至最後達到穩定態。如果是乳液狀消泡劑,乳液太穩定,將減少消泡作用。穩定性差時,有較大活性。因此,需要在穩定性和活性之間加以平衡,並選擇在水相及油相中溶解度低,而又具有極高活性的有機矽化合物。

消泡劑的機能,也有按破泡、脫泡、抑泡三種機理進行定義。

破泡:相對於泡沫,從空氣側進入泡中,將泡合一破壞。

抑泡:從液體側進入泡中,將泡合一破壞。

脫泡:從氣泡的界麵侵入泡中,令氣泡合一浮出液麵。

消泡劑有油型、溶液型、乳液型,固體粉末型及複合型等。均應具備下述性質:

1、消泡力強,用量少;

2、加入後不影響體係基本性質;

3、表麵張力小;

4、與表麵平衡性好;

5、擴散性、滲透性好;

6、耐熱耐酸耐堿好;

7、化學性穩定、耐氧化性強;

8、氣體溶解性,透過性好;

9、在起泡溶液中溶解性小;

10、生理安全性高。

有機矽消泡劑的應用

1、紡織印染:

(1)上漿工藝:水乳劑型有機矽消泡劑,如:BD-304(或有機矽聚醚),上漿槽內添加量0.2¬0.25g/L

(2)化纖油劑:化纖油劑加入0.02¬0.04%水乳液型消泡劑。化纖油劑配方中應含有機矽聚醚矽油。

(3)退漿精煉:選用含聚醚有機矽。

(4)漂白:酸性較強,有機矽消泡劑。

(5)染色:有機矽乳液消泡劑。噴射染色最好選用聚醚有機矽,高溫消泡、低溫水溶,不沾汙織物。

2、石化工業:

(1)鑽井:乙基矽油(或甲基矽油層乳液)用於泥漿添加劑。

(2)采油:油氣分離,消泡棒。熔點比井口泡沫溫度高2.8-13.9℃。

(3)天然汽油吸收:用汽油將二甲基矽油配成2%溶液。

(4)油氣分離破乳:

A、油氣分離,原油中添加0.025~0.0065mg/Kg可提高生產能力;

B、破乳:油氣分離的原油一般微W/O型乳液,添加0.2mg/Kg左右的適宜消泡劑,可達到破乳消泡的效果。

(5)精煉:減壓蒸餾添加消泡劑,餾分顏色改善,餾分範圍放寬,常用有矽油的柴油溶液。

(6)高能燃料(內燃、噴氣、航空燃料)用氰烷基聚矽氧烷分散在高閃點煤油中,再加到高能燃料中作高效消泡劑。

(7)瀝青、渣油:添加矽油量為0.2×10-6~2.0×10-6。

(8)延遲焦化、除焦、消垢:消泡劑添加參考量:0.05~100×10-6

(9)消泡鑽井液:高粘度磺金屬鹽(石油磺酸鈣:磺化瀝青鈉=1:1),矽氧烷的加入量約100~400×10-6或5~15mg/Kg,磺酸鹽:矽氧烷接近1:1為佳。

(10)潤滑油:如內燃機、汽車潤滑劑、金屬加工液、壓縮機油等,當用矽油添加作消泡,是因為以下優點:

A、難溶於潤滑油,處於分散狀態,有利於吸附在氣泡膜上破泡;

B、有與礦物油類似的烷基,能擠進泡膜,削弱分子引力;

C、表麵張力低,滲透好,吸附在泡膜表麵時使局部表麵張力降低,因泡膜表麵張力不均勻而破泡。

重質油選用粘度小矽油,添加量1~10×10-6。另外,烷基聚丙烯酸酯也比較好,有較好的氣體釋放性。

支鏈胺加入粗汽油、石腦油中,再加入到潤滑油中,也可作消泡劑,加入量微0.05~1%,此消泡劑可加入金屬切削液中。

3、造紙工業

(1)製漿:有機矽乳液消泡劑(90g/T紙)。

(2)塗布紙:塗層塗料,壓光後印刷畫報等的用紙,塗布氣泡一般用非矽消泡劑。

(3)汙水處理:水乳劑型有機矽消泡劑,如BD-303有機矽消泡劑。

4、塗料、油墨中的應用

I、塗料生產中對消泡劑的要求:

(1)與泡沫表麵的活性物質有一定親和力,但再氣泡液中應該是難溶與不溶的;

(2)表麵張力低於氣泡液的表麵張力,且有較低HLB值;

(3)應使乳液(乳膠)穩定;

(4)塗料成膜後不能引起魚眼和縮孔的不良後果;

(5)水性塗料用消泡劑:多使用水中難溶的物質,如礦物油、高級醇、有機矽樹脂,有機矽是水性塗料最好的消泡非水性塗料用消泡劑:常用難溶於有機溶劑中的物質,如低級醇、有機矽樹脂(有機矽樹脂用量要適量,過量易縮裂、陷穴,現多采用改性的有機矽樹脂或經乳化的有機矽樹脂)。

II、水性塗料中推薦使用的有機矽消泡劑:

(1)矽油、疏水SiO2混合物適用:環氧樹脂,澆塗,用量0.3%;熱塑丙烯酸樹脂,噴塗,用量0.3%

(2)聚醚聚矽氧烷與疏水SiO2混合物適用:熱固性醇酸樹脂,浸塗用量0.3%,刮塗用量0.1%

(3)疏水SiO2、烴類、矽油的混合物適用:熱塑性丙烯酸樹脂,印刷、油墨,用量0.1%;空氣幹燥型丙烯酸樹脂,澆塗,用量0.5%。

(4)矽油及疏水SiO2混合物乳液適用:醇酸改性苯丙樹脂,澆塗,用量0.5%。

5、洗滌劑工業用有機矽消泡劑

      聚矽氧烷和改性三聚磷酸鈉作為粉狀洗滌劑添加劑,含SiO2為2~6%的二甲基矽油(1500c.s)乳液與無水三聚磷酸鈉混合,乳液用量10~40%,形成水合物作添加劑。

金屬清洗液,要求耐堿,最好時加入液體產品時透明且有消泡活性。

6、食品工業用有機矽消泡劑:

      食品專用聚矽氧烷樹脂:二甲基聚矽氧烷為主體,含15%以下SiO2食品為水溶液時,用其乳化後的產品,其它均可直接用油型的產品,用量控製0.05g/Kg以下,此類消泡場合包括發酵及製糖,矽-乙二醇共聚物適合發酵過程抑泡。

 

 


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