專利名稱：：摻合型硅系消泡劑的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及摻合型硅系消泡劑的組合物。泡主要分為氣泡、泡沫、分散氣泡三種，為了消除泡對(duì)制備過(guò)程的妨礙，必須消泡。通?？捎谩捌婆荨?破壞已存在的泡)及“抑泡”(防止泡的形成)來(lái)達(dá)到這目的，因此消泡劑必須具備破泡及抑泡的功能，即能迅速破壞已存在的泡，且能維持一定時(shí)間不使泡再度形成。破泡主要根據(jù)Ross理論消泡劑對(duì)于起泡溶液必須具有“不溶性”，且容易分散于起泡液中。破泡的行為首先是消泡劑能侵入起泡介質(zhì)，然后擴(kuò)張，延伸，終至大泡變小泡，小泡變無(wú)泡，為了能迅速破泡，因此消泡劑中常添加疏水性粉末，主要的作用有二，一為利用疏水性粒子的低濕潤(rùn)性，當(dāng)粒子與泡膜接觸時(shí)，因接觸角大而破壞泡膜；另一為利用表面疏水性，吸附表面活性劑，得到破泡效果。好的消泡劑除了能快速破泡外，還在一定時(shí)間內(nèi)能維持不起泡，即所謂抑泡性，主要原因是，好的消泡劑中，含有低表面張力的抑泡劑分子，當(dāng)泡膜即將形成時(shí)，抑泡劑分子及起泡劑分子很快被泡的表面吸附，使泡膜上部區(qū)域表面張力產(chǎn)生相異性，而低表面張力部分受到高表面張力部分的拉引而延伸，泡膜不會(huì)穩(wěn)定，無(wú)法形成氣泡，進(jìn)而達(dá)成抑泡的作用。因此，消泡劑的必要特性為(1)不溶于起泡系統(tǒng)(2)對(duì)泡表面的擴(kuò)散性良好(3)具有比起泡系統(tǒng)更低的表面張力。而具有上述特性的消泡劑大致可分成四大類，以硅氧烷(silicone)系統(tǒng)使用最廣，因?yàn)橹豁毺砑由倭考从行Ч渌箢悶?1)低級(jí)醇系(2)有機(jī)極性化合物(3)礦物油系統(tǒng)。而硅氧烷系統(tǒng)又可分為(a)液態(tài)硅氧烷(siliconefluid)(b)液態(tài)硅氧烷表面活性劑(siliconefluidsu-rfartant)，(c)摻合型硅氧烷化合物(siliconecompound)(d)自行乳化型硅氧烷。一般使用于水性系統(tǒng)的硅系消泡劑為液態(tài)硅氧烷+表面活性劑，其破泡速率慢，但抑泡效果好，適用于中低溫(室溫～50℃)，而摻合型硅氧烷，其破泡速率快，抑泡效果也好，但僅適用于中低溫(室溫～50℃)，自行乳化型硅氧烷，即所謂乙二醇改性液態(tài)硅氧烷，在濁點(diǎn)(cloudpoint)以下，溶于水中因此沒有消泡功能，但高于濁點(diǎn)以上時(shí)，它會(huì)自行乳化，則有消泡功能，因此適用于高溫型消泡劑。但若沒有經(jīng)摻合，則高溫時(shí)破泡效果也不佳。上述三種硅系系統(tǒng)，在中高溫度使用時(shí)，無(wú)法滿足良好的消泡劑條件，即(1)破泡速率快(2)抑泡時(shí)間長(zhǎng)，如使用于噴射溢流染色過(guò)程時(shí)，有硅氧烷析出，而造成染色不均，及染斑的缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的是提供一種新穎硅系摻合型的消泡劑，其特征是中高溫度(60℃～90℃)，在使用微量下即具有良好的破泡速率及一定長(zhǎng)時(shí)效的抑泡能力，使用于噴射溢流機(jī)染過(guò)程中，有非常好的染色適性。對(duì)于各種色相的分散染料適性良好，而不會(huì)造成染色不均或染斑的缺點(diǎn)。一般摻合型硅系消泡劑，已公開使用于高溫消泡，但未公開可應(yīng)用于噴射溢流機(jī)染色過(guò)程的如美國(guó)專利第3,076,768號(hào)(Hezcules)，其特征為使用有機(jī)溶劑為二氧化硅(silica)的擴(kuò)散劑(spreadingagent)；美國(guó)專利第3,325,727號(hào)(Bayer)，則利用具有高溫安定分散的乳化劑，乳化硅氧烷而成；美國(guó)專利第3,304,266號(hào)(DowCorning)，其特征為使用表面處理的二氧化硅及以聚乙二醇為分散劑；美國(guó)專利第3,455,839號(hào)(DowCorning)則使用硅氧烷、三甲基硅氯化物與四氯化硅縮合的聚硅氧烷樹脂，以及Aergel型二氧化硅所組成。一般摻合型硅系消泡劑，已公開使用于高溫并具有使用于噴射溢流機(jī)染色過(guò)程的，如美國(guó)專利第3,700,400號(hào)(DowCornning)，其特征為利用聚硅氧烷與聚乙二醇“嵌段聚合物”為組合物的主成份；美國(guó)專利第3,746,653號(hào)(DowCorning)則以二氧化硅表面處理以含有機(jī)烷基硅化合物(SiCH3)為組合物的新穎性。美國(guó)專利第3,912,652號(hào)(DowCorning)其特征為利用美國(guó)專利第3,455,839號(hào)三甲基氯化硅與四氯化硅縮合的聚硅烷樹脂，再進(jìn)一步與聚烯醇縮合，而構(gòu)成的新穎性。美國(guó)專利第4,042,528號(hào)(SH2N-Etsu)其特征為聚硅氧烷乙二醇型共聚物，聚乙二醇衍生物及非離子表面活性劑為組合物的特殊新穎性。其他相關(guān)硅氧烷與乙二醇改性型的專利，如美國(guó)專利第2,834,748號(hào)，第2,846,458號(hào)，第3,168,543等及英國(guó)專利第802688號(hào)，第95404號(hào)，第101561號(hào)，主要提供的分子結(jié)構(gòu)為R甲基A親水基(OCnH2n)yOR，P＝0～100Q＝0～100本發(fā)明主要是提供一種摻合型硅系高溫消泡劑組合物，其特征為中、高溫度都具有良好的消泡性能，并且可使用于噴射溢流機(jī)的染色過(guò)程消泡，而不會(huì)對(duì)染布產(chǎn)生染色不均勻或柒斑的缺點(diǎn)。本發(fā)明為一種新穎的摻合型硅系消泡劑的組合物，它包括五大部分(1)疏水性二氧化硅粒子，其表面疏水性，主要是由硅氧烷或硅樹脂所構(gòu)成，主要功能為“破泡”，其接觸角為100°～150°，表面積為100～400m2/g，粒子大?。?0μm，商品有Carbo-O-Sil的TS530，TS720，或其他公司的R-972，R-974及D17，組成含量為1～5份，(2)硅油(siliconeoil)，它含有二甲基及端基為三甲基，主要功能為一般溫度的消泡，其運(yùn)動(dòng)粘度為300cst～20000cst。粘度小，分子量小，易于乳化分散，低溫消泡性好，高溫亦不受影響，安定性佳，破泡性較好，抑泡性較差；粘度大，分子量大，不易乳化分散，高溫易析出，不安定，雖然破泡性較差，但抑泡性較粘度小的硅油更佳，而其組成含量為20～65份；(3)環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物(EO)p/(PO)q接枝的硅油，即一般所謂乙二醇型硅氧烷(siliconeglyco1)，其主要功能為中高溫消泡，消泡性能取決于濁點(diǎn)，高于濁點(diǎn)即有消泡功能，而其濁點(diǎn)為35℃～55℃，分子量為15000～30000，其中環(huán)氧乙烷(EO)及環(huán)氧丙烷(PO)開環(huán)共聚合物占接枝硅油的65wt％～85wt％，而環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷是以嵌段(Block)方式聚合，商品有UCC的L-7001、L-720、L-7607，DowCorningSH系列的SH3748，SH3746以及SF8410，而其組成含量為35～70份；(4)乳化劑，主要功能為乳化分散硅油，一般乳化劑可分為硅系及非硅系，硅系如UCC，L型系列的L-77，L-7602，L-7604以及L-7606；非硅系如Span20～60以及Tween20～60，一般熟知技術(shù)的常采用非硅系乳化劑，而本發(fā)明則使用硅系乳化劑，亦即親水基接枝的硅油，其HLB(Hydrophile-LipophileBalance)值為5～10，而組成含量為2～15份；(5)環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物，(EO)m/(PO)n，其主要功能為分散，分子量為1000～5000，其中環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)后，是以不規(guī)則(Random)方式聚合，而環(huán)氧乙烷(EO)及環(huán)氧丙烷(PO)聚合的比例(m∶n)約為1∶3～3∶1，又以1∶1為適宜，組成含量為50～80份。除了上述5種主體外，另加入適量的防腐劑及粘度調(diào)整劑。上述組成經(jīng)適當(dāng)調(diào)配，以100ppm的量滴入起泡劑(如Tween20，1％水溶劑)中，做消泡試驗(yàn)，以60℃，泡高8cm，可在60秒內(nèi)完全消泡，且在30～40分鐘之內(nèi)不再起泡；而以90℃，泡高3cm，亦能在15秒內(nèi)完全消泡，且在20～40分鐘內(nèi)不再起泡。上述五種主成份經(jīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)配，以100ppm有效量加入噴射溢流機(jī)，使用KaYaLonBlue分散劑染料，染色條件為130℃，pH為4～5，染程時(shí)間約為0.5～2小時(shí)，均可得到染色均勻，沒有染斑的染布。為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文列舉較佳實(shí)施例，并配合所附表格，作詳細(xì)說(shuō)明如下《實(shí)施例1》取1.5g二氧化硅(TS-530)，硅油1000cst21g，及硅氧烷乙二醇(siliconeglycol)(SF8410)7.5g，放入均質(zhì)研磨機(jī)研磨5分鐘，加入乳化劑(L-77)10g，再攪5拌分鐘，加入20g分散劑，(EO)m/(PO)n，分子量1400，m∶n＝3∶1，Random型，攪拌分散，再將其稀釋成10wt％的水溶液?！秾?shí)施例2》取1.5g二氧化硅(TS-720)，硅油10,000cst2g及硅氧烷二醇(SH3748)7.5g放入均質(zhì)機(jī)研磨，加入乳化劑(L7604)5g，再攪拌，然后加入20g分散劑，(EO)m/(PO)n分子量3000，m/n＝1∶1，Random型攪拌分散，再將其稀釋成10wt％的水溶液。《比較例1》取1.5g二氧化硅(TS-720)，硅油1000cst21g放入均質(zhì)機(jī)研磨，加入Span60/Tween60＝1/15g攪拌均勻，水滴入油中，轉(zhuǎn)相，再稀釋成10％的水溶液。消泡性能(破泡及抑泡)測(cè)試方法設(shè)備使用1L容器，恒溫槽、循環(huán)泵(Pump)。測(cè)試溫度60℃及90℃。步驟1L容器中加入約2/5高的水，加入起泡劑Tween-80，0.1％，按測(cè)定溫度要求，定一恒溫，再以循環(huán)泵，循環(huán)水液，起泡一定高度后，測(cè)定泡高，滴入定量的消泡劑，視泡沫減少的高度與速度，是為破泡速率，再以泵循環(huán)水液，測(cè)量再起泡的高度與時(shí)間，可得抑泡性能。待測(cè)試完成后觀察其液面是否有浮油情況。各配方及消泡性能測(cè)試結(jié)果</tables>高溫噴射溢流機(jī)模擬染程(1)染液配制KaYalonBlue分散染料0.1g+2g均染劑加入預(yù)熱60℃的去離子水，攪拌均勻，冷卻調(diào)pH值至4.5。樣品布聚酯(胚布)(寬9～10cm，長(zhǎng)21～22cm)，安置入固定于染罐中的彈簧，置入100g染液，加入消泡劑0.07～0.35(視消泡劑的種類)，扭緊染罐中的罐蓋，插入染色機(jī)內(nèi)，開動(dòng)染機(jī)(130℃～135℃)30分～1小時(shí)。染色結(jié)果樣品實(shí)施例1實(shí)施例2比較例1結(jié)果染色均勻度優(yōu)良不均勻柒斑無(wú)無(wú)有表面浮油無(wú)無(wú)有雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施例揭露如上，但并非用以限制本發(fā)明，任何熟知本技術(shù)的，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許變更與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)按后附的權(quán)利要求書所限定的為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種摻合型硅系消泡劑的組合物，適用于中高溫的噴射溢流染色過(guò)程的消泡，它包括(1)疏水性二氧化硅(silica)粒子，用以作為破泡劑，其含量是介于1至5份；(2)含二甲基及端基為三甲基的硅油，用以作為一般溫度的消泡劑，其含量是介于20至65份；(3)環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物接枝的硅油，用以作為高溫時(shí)的消泡劑，其含量是介于35至70份；(4)親水基接枝的硅油，用以作為乳化劑，其含量是介于2至15分；以及(5)環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烯開環(huán)的共聚合物，用以作為分散劑，其含量是介于50至80份。2.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述疏水性二氧化硅粒子，其接觸角為100～150度。3.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述疏水性二氧化硅粒子，其表面積為每克含100～400平方米。4.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述疏水性二氧化硅粒子，其粒徑小于50μm。5.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述含二甲基及端基為三甲基的硅油，其粘度為300cst～20000cst。6.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物接枝的硅油，其濁點(diǎn)為35℃～55℃。7.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物接枝的硅油，其分子量為15000～30000。8.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物接枝的硅油，其環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物占接枝硅油的65～68重量百分比。9.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物接枝的硅油，其環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)后是以嵌段狀態(tài)聚合。10.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述親水基接枝的硅油，其HLB值為5～10。11.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物，其分子量為1000～5000。12.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物，是以不規(guī)則狀態(tài)聚合。13.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物，其環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷的聚合比例約為1∶3～3∶1。14.按權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷開環(huán)共聚合物，其環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷的聚合比例為1∶1。全文摘要本發(fā)明是提供一種新穎硅系摻合型的消泡劑的組合物，其組成包括(1)疏水性二氧化硅(Silica)粒子，(2)含二甲基及端基為三甲基的硅油，(3)乙二醇型硅油，(4)乳化劑，以及(5)分散劑。其特征為在中高溫度操作條件下，也具有良好的消泡性能，可適用于噴射溢流染色工藝，避免染斑及染色不均勻的問題。文檔編號(hào)B01D19/04GK1161877SQ9610456公開日1997年10月15日申請(qǐng)日期1996年4月10日優(yōu)先權(quán)日1996年4月10日發(fā)明者鐘利正,林和玫,陳文俊,胡文中申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院