一種用于造紙黑液的礦物油消泡劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有助于提高造紙黑液中的塔羅油提取量的礦物油消泡劑，消泡劑 屬于精細(xì)化學(xué)制劑，因此本發(fā)明隸屬于精細(xì)化工制劑技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 消泡劑是一種精細(xì)化學(xué)品添加劑，主要功能包括消泡和抑泡兩個方面，一個好的 消泡劑除了本身要具備優(yōu)良的消抑泡性能以外，還要求與其他助劑之間有優(yōu)良的兼容性， 并且不影響起泡體系的穩(wěn)定性。
[0003] 消泡劑從消泡關(guān)鍵組分上主要分為有機(jī)硅消泡劑和非有機(jī)硅消泡劑，有機(jī)硅消泡 劑具有添加量少、表面張力低、無生理活性、安全性高等特點(diǎn)，但在某些情況中，低表面張力 和良好的鋪展性能反而成了有機(jī)硅消泡劑的缺點(diǎn)，這是由于一旦有機(jī)硅破乳后，容易在表 面形成硅斑或引起泵堵塞，從而直接影響體系的性能；在一些苛刻條件的體系中，如高溫強(qiáng) 堿的造紙黑液中，顯得尤為突出。因此在這些體系中多采用非有機(jī)硅消泡劑。關(guān)于造紙黑 液中使用消泡劑的介紹很多，公開號為CN102266681A的專利介紹了一種取代傳統(tǒng)礦物油 消泡劑在造紙黑液中使用的聚醚消泡劑，其消抑泡性能佳且儲存穩(wěn)定性好，但是不足之處 是其成本價格高；CN101991975A介紹了一種以脂肪酸金屬皂、脂肪酸酰胺和白炭黑作為消 泡活性物的礦物油消泡劑，聚醚作為消泡助劑，通過改變消泡物質(zhì)在礦物油中混合的方法 提高了消抑泡性能和穩(wěn)定性；CN101638871A涉及一種新型造紙濕部消泡劑，以脂肪酸甲酯 為起始劑合成脂肪酸甲酯聚醚，加少量的天然油脂，解決了消泡劑在高溫條件下消泡和脫 氣性能不佳的問題，但其成本也較高。
[0004] 在硫酸鹽法制漿中，木材中的油脂和樹脂成分在堿作用下變成皂溶解在黑液中， 也就是硫酸鹽皂，酸化后即得塔羅油。塔羅油是重要的油脂和松香來源，其中脂肪酸部分可 以代替干性油和半干性油，樹脂酸部分可以像脂松香和浸提松香一樣使用。塔羅油可用于 涂料、增塑劑、瀝青制品、石油工業(yè)、橡膠工業(yè)、造紙施膠、印刷油墨、接合劑的粘結(jié)劑、洗劑、 浮游選礦劑、鑄型接合劑等方面。因此，塔羅油的提取可以產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，若黑 液中的塔羅油皂聚集在一起，一方面會對紙張的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，另一方面對硫酸鹽 回收工藝和后續(xù)造紙工序產(chǎn)生一系列的操作影響，如造紙機(jī)起泡、蒸發(fā)器結(jié)垢、形成瀝青、 工廠排出物中具有毒性的松香酸皂以及加重廢水處理難度。雖然上述提及的消泡劑均適用 于造紙黑液，但成本高，且均未提及提高妥爾油皂分離收率，而CN101589134A介紹了一種 向黑液中添加通式為RO [ (CH2CHCH3O) x (CH2CH2O) y] M嵌段烷基醇烷氧基化物及其組合物來 提高妥爾油皂分離收率的方法，其中M為氫或堿金屬，但是以H或堿金屬封端的聚醚不能起 到很好的消抑泡作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的消泡體系，通過在載體中分步引入一種封端聚醚，之后又引入另一種封 端聚醚，制得的消泡劑，既避免粘度過大不利于分散的問題，又有助于提高造紙黑液中的塔 羅油去除率，從而減少塔羅油對設(shè)備和網(wǎng)布的粘附，隨之提高了設(shè)備的運(yùn)行效率和產(chǎn)品的 上漿率及洗凈度，與此同時，也提高了消抑泡性能和儲存穩(wěn)定性，尤其適用于高溫強(qiáng)堿體 系。
[0006] 本發(fā)明的消泡劑主要包括以下組分：
[0007] A.載體
[0008] 載體為礦物油，選自煤油、柴油、大豆油、白油、重油、機(jī)械油、環(huán)烷油、烷基苯，優(yōu)選 機(jī)械油。本發(fā)明所述的礦物油運(yùn)動粘度（40°C )范圍為10~200mpa. s，用量為消泡劑總質(zhì) 量的60~80%。
[0009] B.作為具有提高塔羅油提取率的改性聚醚，其通式為RO(EO)x(PO)y R'，其中X為 5~40, y為1~15, R為碳原子數(shù)8~24的直鏈或支鏈烷基、烯烴基、環(huán)烷基，W為碳原 子數(shù)1~4的直鏈或支鏈烷基。封端聚醚用量為消泡劑總質(zhì)量的5~15%。
[0010] C.作為與B所述封端聚醚起協(xié)同作用的改性聚醚，其通式為R" O(EO)m(PO)n R"'，其中m為2~10，n為10~20，R"為碳原子數(shù)2~4的烷基、烯烴基，R"'為碳原 子數(shù)1~4的直鏈或支鏈烷基。封端聚醚用量為消泡劑總質(zhì)量的5~10%。
[0011] D.蠟
[0012] 蠟作為兼顧消泡性能和穩(wěn)定性的疏水粒子，選自植物蠟、動物蠟、礦物蠟、合成蠟。 植物蠟為高級脂肪酸及高級一元醇的酯類混物，包括巴西棕櫚蠟、木糠蠟、甘蔗蠟、月桂蠟； 動物蠟包括蟲蠟、蜂蠟、鯨蠟、羊毛蠟；礦物蠟包括石蠟、褐煤蠟；合成蠟包括費(fèi)托蠟、聚乙 烯蠟、聚丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、乙烯-乙酸乙烯共聚蠟。優(yōu)選合成蠟。用量一般為消泡劑 總質(zhì)量的2~6%。
[0013] E.乳化劑
[0014] 乳化劑包括非離子型表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑，優(yōu)選 HLB值為8~10的非離子表面活性劑。用量為消泡劑總質(zhì)量的2%~8%。
[0015] 非離子表面活性劑包括脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪酸酯聚氧乙 烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯失水山 梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單油酸脂、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯、失水山梨 醇單月桂酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、失 水山梨醇三油酸酯。
[0016] 一種礦物油消泡劑的制備步驟：
[0017] 1.取封端聚醚C和一半質(zhì)量的封端聚醚B以500~1000 rpm的轉(zhuǎn)速高速分散10~ 20min，得到聚醚混合物；
[0018] 2.在加熱反應(yīng)釜中按加入40°C下運(yùn)動粘度為10~200mPa. s的載體A、蠟D和剩余 的封端聚醚B，開始升溫攪拌，升溫速率控制在1~6°C /min，攪拌速度控制在60~lOOrpm， 溫度升高到120~150°C時保持0. 5~Ih ;
[0019] 3.第一步保溫結(jié)束后，繼續(xù)攪拌降溫冷卻，物料溫度降至70~9(ie C時加入上述 聚醚混合物和乳化劑E，繼續(xù)攪拌降至室溫；
[0020] 4.將上述混合物用膠體磨循環(huán)5min，即得本發(fā)明消泡劑。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1
[0022]將 100g 封端聚醚 CH3CH2O (EO)ltl (PO)2ciCH2CH2CH2CH3與 50g 封端聚醚 CH3 (CH2) 70 (EO) 6 (PO) 6013以500rpm的轉(zhuǎn)速高速分散20min得到聚醚混合物待用；接 著在加熱反應(yīng)釜中加入粘度為IOmPa. s的700g機(jī)械油、20g月桂蠟和50g封端聚醚 013(012)70出0) 6(?0)6013在1°C /min升溫速率和60rpm的攪拌速度升至130°C，保溫0. 5h， 保溫結(jié)束后，繼續(xù)攪拌降溫冷卻，在70°C再加入之前的待用聚醚混合物和80g脂肪酸酯聚 氧乙烯醚，繼續(xù)攪拌降至室溫，最后使用膠體磨循環(huán)5min即得本發(fā)明消泡劑I。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] 將 80g 封端聚醚 CH3CH2CH2O (EO)2 (PO)ltlCH3與 25g 封端聚醚 CH2= CH(CH2)ltlO(EO)4 JP0)15CH2CH2CH2CH3& 1000 rpm的轉(zhuǎn)速高速分散IOmin得到聚醚混合物待用；接著在加熱反 應(yīng)釜中加入粘度為 50mpa. s 的 800g 白油、50g 石蠟和 25gCH2= CH(CH2)iqO(EO)4q(PO)15CH 2CH 2012013在6°C /min升溫速率和70rpm的攪拌速度升至150°C，保溫lh，保溫結(jié)束后，繼續(xù)攪 拌降溫冷卻，在80°C再加入之前的待用聚醚混合物和20g聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯， 繼續(xù)攪拌降至室溫，最后使用膠體磨循環(huán)5min即得本發(fā)明消泡劑II。
[0025] 實(shí)施例3
[0026] 將 100g 封端聚醚 CH2= CHCH 2CH20(E0)4(P0)12CH2CH 2CH2CHg 75g 封端聚醚 CH3 (CH2) 130 (EO) 2(| (PO) 8CH3以600rpm的轉(zhuǎn)速高速分散15min得到聚醚混合物待用；接著 在加熱反應(yīng)爸中加入粘度為150mpa. s的610g重油、60g氧化聚乙稀賭和75g封端聚醚 CH3(CH2)13O(EO)20(PO) 8CH3在2。。/min升溫速率和IOOrpm的攪拌速度升至132。。，保溫 0. 6h，保溫結(jié)束后，繼續(xù)攪拌降溫冷卻，在90°C再加入之前的待用聚醚混合物和80g聚氧乙 烯失水山梨醇單棕櫚酸酯，繼續(xù)攪拌降至室溫，最后使用膠體磨循環(huán)5min即得本發(fā)明消泡 劑 III。
[0027] 實(shí)施例4
[0028] 將 50g 封端聚醚 CH3CH2O (EO) 6 (PO) 15CH3與 55g 封端聚醚 CH 2= CH (CH 2) 140 (EO) 10 (P 0) 1QCH2CH2CH2CH3W 800rpm的轉(zhuǎn)速高速分散18min得到聚醚混合物待用；接著在加熱反應(yīng)釜 中加入粘度為200mpa. s的750g環(huán)烷油、40g蜂蠟和55g封端聚醚CH2= CH (CH2)14O (EO)ltl ( P0)1QCH2CH2CH2CH3在3°C /min升溫速率和80rpm的攪拌速度升至150°C，保溫0· 9h，保溫結(jié) 束后，繼續(xù)攪拌降溫冷卻，在74°C再加入之前的待用聚醚混合物和50g聚氧乙烯失水山梨 醇單棕櫚酸酯，繼續(xù)攪拌降至室溫，最后使用膠體磨循環(huán)5min即得本發(fā)明消泡劑IV。
[0029] 實(shí)施例5
[0030] 將 90g 封端聚醚 CH2= CHCH 20 (EO) 8 (PO) 2QCH3與 75g 封端聚醚 CH 2= CH (CH 2) 160 (E0 )3Q (PO) 4CH2CH2CH2CH3& 900rpm的轉(zhuǎn)速高速分散Hmin得到聚醚混合物待用；接著在加熱反 應(yīng)釜中加入粘度為IOOmpa. s的690g煤油、30g乙烯-乙酸乙烯共聚蠟和75g封端聚醚CH2 =CH (CH2) 160 (EO) 3Q (PO) 4012012012013在 4°C /min 升溫速率和 90rpm 的攪拌速度升至 120°C， 保溫0. 8h，保溫結(jié)束后，繼續(xù)攪拌降溫冷卻，在84 °C再加入之前的待用聚醚混合物和40g聚 氧乙烯失水山梨醇單棕櫚酸酯，繼續(xù)攪拌降至室溫，最后使用膠體磨循環(huán)5min即得本發(fā)明 消泡劑V。
[0031] 實(shí)施例6
[0032] 將 60g 封端聚醚 CH2= CHCH 2CH20 (EO) 2 (PO)