專利名稱：：一種新型造紙濕部消泡劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種新型造紙濕部消泡劑的制備，消泡劑是精細(xì)化學(xué)品添加劑，因此，準(zhǔn)確地說一種新型造紙濕部消泡劑的制備屬于造紙專用化學(xué)品制劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：造紙是國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的重點(diǎn)工業(yè)。在造紙工業(yè)中，常常用到多種表面活性劑，例如在造紙濕部中根據(jù)不同紙張要用到施膠劑、助留劑、助濾劑、增強(qiáng)劑、脫墨劑、染料等各類表面活性劑，它們在紙機(jī)運(yùn)行過程中也很容易起泡，隨著大工業(yè)的發(fā)展，紙機(jī)速度越來越快，目前生產(chǎn)中高速紙機(jī)速度已經(jīng)達(dá)到1800m/min，在造紙濕部的抄紙白水一般都是以封閉循環(huán)的方式使用，這個(gè)過程中如果氣泡不及時(shí)趕走就會(huì)在紙板上形成"坑"，影響到紙張的勻度、抗張性能等。據(jù)眾多研究和文獻(xiàn)資料的介紹，造紙濕部的氣泡主要以三種形式存在，第一是分散在白水中的氣泡；第二是吸附在纖維表面的細(xì)小氣泡；第三是漂浮在白水液面上的氣泡。而造紙濕部消泡劑的主要作用是先將吸附在細(xì)小纖維上的氣泡剝離開來，然后小氣泡合并成大氣泡，大氣泡由于密度較低，就很容易漂浮到水面上。因此，造紙濕部紙消泡劑的作用主要有脫氣和消泡，且前者的作用顯得更為突出。國內(nèi)外的公司及科研院校研究造紙濕部消泡劑的也相對較多，尤其在國外，主要分為本體型和乳液型的兩類，其中乳液型指脂肪醇乳液，本體型的指改性聚醚。專利文獻(xiàn)中介紹的本體型的造紙濕部消泡劑(指含水在5%以下)也比較多。例如DuyT.N.等在專利US5320777中介紹的造紙濕部消泡劑主要由P-醚鍵結(jié)構(gòu)的脂肪醇、高分子量的脂肪醇聚醚和低分子量的嵌段聚醚組成；他們在US5229033和US5460896中又介紹了包括油酸二乙醇胺和脂肪醇(脂肪酸)聚醚的本體型消泡劑；NancyM.M.在US5429718中介紹了聚甘油脂肪酸酯的消泡性能，特別強(qiáng)調(diào)酯化轉(zhuǎn)化率在15~85%之間為佳，聚甘油的聚合度以3~6為佳。ChariesJ.B.在專利US5562862中介紹了包括脂肪醇聚醚、鄰苯二甲酸酯、聚異丁烯等組分的消泡劑，其中鄰苯二甲酸酯為穩(wěn)定劑，主要消泡物質(zhì)是脂肪醇聚醚；GillesC.在專利US6562875中介紹到造紙水相消泡劑，主要包括脂肪醇聚醚和乳化劑；專利CN101130939和CN101158131中介紹的兩種本體型抄紙消泡劑，主要由脂肪醇、脂肪醇聚醚、普通基團(tuán)改性聚醚等組成?？傊?，本體型的消泡劑主要是以脂肪醇聚醚為主體物質(zhì)。以脂肪醇聚醚為主體物質(zhì)的消泡劑對溫度比較敏感，在濁點(diǎn)溫度以上才能發(fā)生消泡作用，并且脂肪醇價(jià)格較貴，性價(jià)比不高，因此也給消泡劑的普及帶來不便。脂肪酸甲酯是生物柴油的主要成份，以可再生資源(如油菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油、葵花籽油、棕櫚油、椰子油、回收烹飪油及動(dòng)物油等)為原料經(jīng)過酯交換反應(yīng)而制成的，為單一物質(zhì)或混合物。用其制備的生物柴油不含硫和芳烴，十六烷值高達(dá)52.9,且可被生物降解、無毒、對環(huán)境無害。與普通柴油相比，降低90%的空氣毒性，降低94%的致癌率，它的開口閃點(diǎn)高，儲(chǔ)存、使用、運(yùn)輸都非常安全。本發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)明了一種新型造紙濕部消泡劑，以脂肪酸甲酯為起始劑在催化劑的作用下一步合成脂肪酸甲酯聚醚，通過與其他組分復(fù)配增效作用，不僅解決了消泡劑在高溫條件下消泡和脫氣性能不佳的問題，而且所用原料是可再生資源，價(jià)格低廉且對環(huán)境友好。同時(shí)，節(jié)省了人力物力等資源，大大降低了生產(chǎn)成本，并兼顧無污染物排放等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本發(fā)明的一種新型造紙濕部消泡劑不僅適用于造紙濕部，也適用于造紙廢水處理及其他一些水相泡沫的消除。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種新型濕部消泡劑，以解決造紙生產(chǎn)中存在的有害泡沬問題。技術(shù)方案一種新型造紙濕部消泡劑，其由脂肪酸甲酯衍生物、聚醚、改性聚醚、天然油脂組分組成，各組分的構(gòu)成及其在所述的一種新型造紙濕部用消泡劑所占比例詳細(xì)介紹如下(1)脂肪酸甲酯衍生物所述的脂肪酸甲酯衍生物其結(jié)構(gòu)通式如下RtCO(EO;UPO》OCH3①①式中Ri為取代基，為碳原子數(shù)為1~30的直鏈或支鏈烷基，包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戊基、己基、辛基。所述的脂肪酸甲酯衍生物是由脂肪酸甲酯作為起始劑在催化劑的作用下與環(huán)氧乙烷(EO)和/或環(huán)氧丙烷(PO)通過加成反應(yīng)形成的產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)式①中的下標(biāo)x和y分別為環(huán)氧乙烷(EO)和環(huán)氧丙烷(PO)的聚合度，c和y選擇為0~150的整數(shù)；所述的脂肪酸甲酯衍生物的分子量為300~3000，優(yōu)選500-2000，濁點(diǎn)為20~80°C,優(yōu)選3060。C。在一種新型造紙濕部消泡劑中所述的脂肪酸甲酯衍生物用量為總質(zhì)量的5~99%，優(yōu)選為30~70%。(2)聚醚聚醚的結(jié)構(gòu)通式如下R2{M(EO)w(PO)H}a②②式中的M為連接基團(tuán)，為-0-或-CO-或-N-的二價(jià)基團(tuán)，優(yōu)選M為-0-連接基團(tuán)。R"為取代基，選擇范圍同R1。聚醚是由起始劑與環(huán)氧乙烷(EO)和環(huán)氧丙烷(PO)通過化學(xué)反應(yīng)所得的產(chǎn)物，優(yōu)選的脂肪醇聚醚的起始劑為單官能團(tuán)或多官能團(tuán)的，選自甲醇、乙醇、丙醇、已酵、辛醇、十二醇、十八醇、二十醇、二十二醇、二十四醇、二十八醇、乙二醇、丙二醇或丙三醇，下標(biāo)m和"分別為環(huán)氧乙烷(EO)和環(huán)氧丙烷(PO)的聚合度，w和"為1150的整數(shù)。下標(biāo)"的數(shù)值小于或等于ie中的碳原子數(shù)，優(yōu)選aS3。所述的聚醚的分子量為500-8000,優(yōu)選1000~4000。濁點(diǎn)為1080。C,優(yōu)選3060。C。在一種新型造紙濕部消泡劑中所述的聚醚用量為總質(zhì)量的0.180%,優(yōu)選為1050%。(3)改性聚醚改性聚醚用以下通式表示R2{M(EO)m(PO)R3}。③③式中的R2、M、m、n、a的取值范圍同②式。③式W為封端基團(tuán)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的特性，封端基團(tuán)為烷基或?；龅姆舛嘶鶊F(tuán)為烷基或?；靡韵陆Y(jié)構(gòu)通式表示CH3(CH2)KCO)9-④④式中下標(biāo)戶為-CH2-的聚合度，為120的整數(shù)；④式中下標(biāo)《為0或1，當(dāng)《=0時(shí)表示所述的封端基團(tuán)為烷基，包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基，優(yōu)選甲基和丁基；當(dāng)『1時(shí)表示所述的封端基團(tuán)為酰基，包括乙?；?、丙?；?、丁?；?、辛?；?、十二?；?、十四?；⑹；蚴缩；鹊?，優(yōu)選十二?；突蚴缩；?。這種改性聚醚的制備一般分為兩步來完成第一，合成聚醚；第二，對合成的聚醚用封端材料進(jìn)行封端改性，如果用烷基封端，則用一氯甲烷或一氯丁烷來完成，在堿性催化劑的作用下完成，具體的實(shí)施方法可以通過現(xiàn)行專利技術(shù)文獻(xiàn)資料查得；如果用酰基封端，用脂肪酸作封端原料，脂肪酸和聚醚在酸性催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)得到產(chǎn)物，這種技術(shù)在期刊專利文獻(xiàn)中很容易查得。在一種新型造紙濕部消泡劑中所述的改性聚醚用量為總質(zhì)量的0.1~70%，優(yōu)選為10~40%。(4)天然油脂油脂一般為一個(gè)甘油和三個(gè)脂肪酸化合而成的酯的混合物。結(jié)構(gòu)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>⑤式中R4、R5、116相同或不同，為飽和的烷基或不飽和的烴基。所述的天然油脂為菜籽油、花生油、大豆油、椰子油、棕櫚油、棉籽油、蓖麻油、橄欖油、牛油中的一種油脂或多種油脂混合物，優(yōu)選菜籽油、花生油、大豆油。一種新型造紙濕部消泡劑中所述的天然油脂用量為總質(zhì)量的為0.1~20%，優(yōu)選5~10%。消泡劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明申請一種新型造紙濕部消泡劑劑主要是通過以下方式混合制得先將脂肪酸甲酯衍生物和聚瞇混合，然后向其中加入改性聚醚，最后向上述混合物中加入天然油脂，充分?jǐn)嚢杌靹蚣纯?。消泡劑的性能測試方法消泡劑的性能采用循環(huán)鼓泡的方法測定，使用的設(shè)備為便攜式循環(huán)鼓泡儀，該儀器包括量筒、循環(huán)泵、流量計(jì)、噴頭、自動(dòng)控溫加熱器等部件，與ZL200410014870.0發(fā)明專利中介紹的儀器裝置相同。消泡劑的性能測試方法首先將配制的白水起泡液裝入循環(huán)鼓泡儀中，然后打開溫控開關(guān)，將起泡液加熱至測試溫度，啟空氣泵和秒表，記錄泡沫升至一定高度的時(shí)間，然后向其中加入一定量的消泡劑，記錄泡沬高度隨著時(shí)間的變化規(guī)律。一開始泡沬降得越低，則消泡劑的瞬間消泡速度越快，然后到達(dá)相同的泡沬高度的時(shí)間越長，說明消泡劑的抑泡性能越好。具體實(shí)施舉例例1:脂肪酸甲酯衍生物的制備<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在實(shí)驗(yàn)室模擬新聞紙抄紙白水環(huán)境測定消泡劑的性能測試設(shè)備便攜式循環(huán)鼓泡儀測試溫度55°C測試空氣流量7L/min消泡劑用量4jil測試介質(zhì)40萬噸/年的高速紙機(jī)的新聞紙白水。測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從上表的測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明的消泡劑的性能在50'C都明顯比參考消泡劑的消泡速度和抑泡性能都好。權(quán)利要求1、一種新型造紙濕部消泡劑，其特征在于由下列組分組成(1)脂肪酸甲酯衍生物，其結(jié)構(gòu)通式如下R1CO(EO)xPO)yOCH3，式中R1為取代基，為碳原子數(shù)為1～30的直鏈或支鏈烷基；下標(biāo)x和y分別為環(huán)氧乙烷EO和環(huán)氧丙烷PO的聚合度，x和y選擇為0～150的整數(shù)；在一種新型造紙濕部消泡劑中所述的脂肪酸甲酯衍生物用量為總質(zhì)量的5～99％；(2)聚醚，其結(jié)構(gòu)通式如下R2{M(EO)m(PO)nH}a，式中的M為連接基團(tuán)，為-O-或-CO-或-N-的二價(jià)基團(tuán)；R2為取代基，為碳原子數(shù)為1～30的直鏈或支鏈烷基；下標(biāo)m和n分別為環(huán)氧乙烷EO和環(huán)氧丙烷PO的聚合度，m和n為1～150的整數(shù)；下標(biāo)a的數(shù)值小于或等于R2中的碳原子數(shù)；在一種新型造紙濕部消泡劑中所述的聚醚用量為總質(zhì)量的0.1～80％；(3)改性聚醚，其結(jié)構(gòu)通式表示R2{M(EO)m(PO)nR3}a，式中的R2、M、m、n、a的取值范圍與(2)聚醚的結(jié)構(gòu)通式相同；R3為封端基團(tuán)，為烷基或?；?，用以下結(jié)構(gòu)通式表示CH3(CH2)P(CO)q-，式中下標(biāo)p為-CH2-的聚合度，為1～20的整數(shù)；下標(biāo)q為0或1；在一種新型造紙濕部消泡劑中所述的改性聚醚用量為總質(zhì)量的0.1～70％；(4)天然油脂，為菜籽油、花生油、大豆油、椰子油、棕櫚油、棉籽油、蓖麻油、橄欖油、牛油中的一種油脂或多種油脂混合物；在一種新型造紙濕部消泡劑劑中所述的天然油脂用量為總質(zhì)量的為0.1～20％。2、權(quán)利要求1所述的一種新型造紙濕部消泡劑，其特征在于(1)所述的脂肪酸甲酯衍生物的分子量為300~3000,濁點(diǎn)為2080。C，是由脂肪酸甲酯作為起始劑在催化劑的作用下與環(huán)氧乙烷EO和/或環(huán)氧丙烷PO通過加成反應(yīng)形成的產(chǎn)物。3、權(quán)利要求1所述的一種新型造紙濕部消泡劑，其特征在于(2)所述的聚醚為脂肪醇聚醚，分子量為500~8000，濁點(diǎn)為108(TC,制備脂肪醇聚醚的起始劑選自甲醇、乙醇、丙醇、己醇、辛醇、十二醇、十八醇、二十醇、二十二醇、二十四醇、二十八醇、乙二醇、丙二醇或丙三醇。全文摘要一種新型造紙濕部消泡劑的制備屬于造紙專用化學(xué)品制劑領(lǐng)域。其特征在于它由下列組分組成(1)5～99％脂肪酸甲酯衍生物，結(jié)構(gòu)通式如下R¹CO(EO)_x(PO)_yOCH₃；所述的脂肪酸甲酯衍生物的分子量為300～3000，濁點(diǎn)為20～80℃，是由脂肪酸甲酯作為起始劑在催化劑的作用下與環(huán)氧乙烷EO和/或環(huán)氧丙烷PO通過加成反應(yīng)形成的產(chǎn)物；(2)0.1～80％聚醚，其結(jié)構(gòu)通式如下R²{M(EO)_m(PO)_nH}_a；其分子量為500～8000，濁點(diǎn)為10～80℃；(3)0.1～70％改性聚醚，其結(jié)構(gòu)通式表示R²{M(EO)_m(PO)_nR³}_a；(4)0.1～20％天然油脂。本發(fā)明的一種新型造紙濕部消泡劑不僅適用造紙濕部工序，也適用于造紙廢水處理及其他一些水相泡沫的消除。文檔編號(hào)D21H21/12GK101638871SQ20091018438公開日2010年2月3日申請日期2009年8月19日優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日發(fā)明者飛吳,孫穎欣,添曹,曹治平,佳郭,翔鐘申請人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司