有机硅在消泡剂领域知多少

有机硅消泡剂的作用机理

 

 

 

有机硅消泡或抑泡的能力，是由于它具有的很低的表面张力。有机硅化合物（硅油）干扰气液界的表面张力，导致消泡效果。

 

当有机硅加到泡沫介质中时，硅油的小颗粒落到泡的表面，同时有效地降低接触点的表面张力，在泡外皮引起一个薄弱点，从而引起破泡。

 

最佳消泡活性标准可以如此描述：游离的硅油小粒子必须完全地、尽可能快地和有效地分散到活动区内。硅油借助于生产加工时加入的比例很小，表面积很大的SiO2填料作用，而迅速分散，并在SiO2粒子接触点外引起破乳破泡，挤在一起的泡沫由于临近处泡沫的破裂，引起不稳定态，加快引起连续破泡的效果，至最后达到稳定态。如果是乳液状消泡剂，乳液太稳定，将减少消泡作用。稳定性差时，有较大活性。因此，需要在稳定性和活性之间加以平衡，并选择在水相及油相中溶解度低，而又具有极高活性的有机硅化合物。

 

消泡剂的机能，也有按破泡、脱泡、抑泡三种机理进行定义。

破泡：相对于泡沫，从空气侧进入泡中，将泡合一破坏。

抑泡：从液体侧进入泡中，将泡合一破坏。

脱泡：从气泡的界面侵入泡中，令气泡合一浮出液面。

 

消泡剂有油型、溶液型、乳液型，固体粉末型及复合型等。均应具备下述性质：

1、消泡力强，用量少；

2、加入后不影响体系基本性质；

3、表面张力小；

4、与表面平衡性好；

5、扩散性、渗透性好；

6、耐热耐酸耐碱好；

7、化学性稳定、耐氧化性强；

8、气体溶解性，透过性好；

9、在起泡溶液中溶解性小；

10、生理安全性高。

 

有机硅消泡剂的应用

 

1、纺织印染：

（1）上浆工艺：水乳剂型有机硅消泡剂，如：BD-304（或有机硅聚醚），上浆槽内添加量0.2¬0.25g/L

（2）化纤油剂：化纤油剂加入0.02¬0.04%水乳液型消泡剂。化纤油剂配方中应含有机硅聚醚硅油。

（3）退浆精炼：选用含聚醚有机硅，如：BD-3055。

（4）漂白：酸性较强，有机硅消泡剂。

（5）染色：有机硅乳液消泡剂。喷射染色最好选用聚醚有机硅，高温消泡、低温水溶，不沾污织物。

 

2、石化工业：

（1）钻井：乙基硅油（或甲基硅油层乳液）用于泥浆添加剂。

（2）采油：油气分离，消泡棒。熔点比井口泡沫温度高2.8-13.9℃。

（3）天然汽油吸收：用汽油将二甲基硅油配成2％溶液。

（4）油气分离破乳：

A、油气分离，原油中添加0.025～0.0065mg/Kg可提高生产能力；

B、破乳：油气分离的原油一般微W/O型乳液，添加0.2mg/Kg左右的适宜消泡剂，可达到破乳消泡的效果。

 

（5）精炼：减压蒸馏添加消泡剂，馏分颜色改善，馏分范围放宽，常用有硅油的柴油溶液。

（6）高能燃料（内燃、喷气、航空燃料）用氰烷基聚硅氧烷分散在高闪点煤油中，再加到高能燃料中作高效消泡剂。

（7）沥青、渣油：添加硅油量为0.2×10－6～2.0×10－6。

（8）延迟焦化、除焦、消垢：消泡剂添加参考量：0.05～100×10－6

（9）消泡钻井液：高粘度磺金属盐（石油磺酸钙：磺化沥青钠＝1：1），硅氧烷的加入量约100～400×10－6或5～15mg/Kg，磺酸盐：硅氧烷接近1：1为佳。

（10）润滑油：如内燃机、汽车润滑剂、金属加工液、压缩机油等，当用硅油添加作消泡，是因为以下优点：

A、难溶于润滑油，处于分散状态，有利于吸附在气泡膜上破泡；

B、有与矿物油类似的烷基，能挤进泡膜，削弱分子引力；

C、表面张力低，渗透好，吸附在泡膜表面时使局部表面张力降低，因泡膜表面张力不均匀而破泡。

重质油选用粘度小硅油，添加量1～10×10－6。另外，烷基聚丙烯酸酯也比较好，有较好的气体释放性。

支链胺加入粗汽油、石脑油中，再加入到润滑油中，也可作消泡剂，加入量微0.05～1％，此消泡剂可加入金属切削液中。

 

3、造纸工业

（1）制浆：有机硅乳液消泡剂（90g/T纸）。

（2）涂布纸：涂层涂料，压光后印刷画报等的用纸，涂布气泡一般用非硅消泡剂。

（3）污水处理：水乳剂型有机硅消泡剂，如BD-303有机硅消泡剂。

 

4、涂料、油墨中的应用

I、涂料生产中对消泡剂的要求：

（1）与泡沫表面的活性物质有一定亲和力，但再气泡液中应该是难溶与不溶的；

（2）表面张力低于气泡液的表面张力，且有较低HLB值；

（3）应使乳液（乳胶）稳定；

（4）涂料成膜后不能引起鱼眼和缩孔的不良后果；

（5）水性涂料用消泡剂：多使用水中难溶的物质，如矿物油、高级醇、有机硅树脂，有机硅是水性涂料最好的消泡非水性涂料用消泡剂：常用难溶于有机溶剂中的物质，如低级醇、有机硅树脂（有机硅树脂用量要适量，过量易缩裂、陷穴，现多采用改性的有机硅树脂或经乳化的有机硅树脂）。

 

II、水性涂料中推荐使用的有机硅消泡剂：

（1）硅油、疏水SiO2混合物适用：环氧树脂，浇涂，用量0.3％；热塑丙烯酸树脂，喷涂，用量0.3％

（2）聚醚聚硅氧烷与疏水SiO2混合物适用：热固性醇酸树脂，浸涂用量0.3％，刮涂用量0.1％

（3）疏水SiO2、烃类、硅油的混合物适用：热塑性丙烯酸树脂，印刷、油墨，用量0.1％；空气干燥型丙烯酸树脂，浇涂，用量0.5％。

（4）硅油及疏水SiO2混合物乳液适用：醇酸改性苯丙树脂，浇涂，用量0.5％。

 

5、洗涤剂工业用有机硅消泡剂

聚硅氧烷和改性三聚磷酸钠作为粉状洗涤剂添加剂，含SiO2为2～6％的二甲基硅油（1500c.s）乳液与无水三聚磷酸钠混合，乳液用量10～40％，形成水合物作添加剂。

金属清洗液，要求耐碱，最好时加入液体产品时透明且有消泡活性。

 

6、食品工业用有机硅消泡剂：

食品专用聚硅氧烷树脂：二甲基聚硅氧烷为主体，含15％以下SiO2食品为水溶液时，用其乳化后的产品，其它均可直接用油型的产品，用量控制0.05g/Kg以下，此类消泡场合包括发酵及制糖，硅－乙二醇共聚物适合发酵过程抑泡。