[發(fā)明專利]消泡組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00805577.7
• 申請日: 2000-03-22
• 公開（公告）號: CN1345291A
• 公開（公告）日: 2002-04-17
• 發(fā)明（設計）人: R·W·布拉德本特;D·施瓦緹亞
• 申請（專利權）人: 科金斯公司
• 主分類號: C01B33/14
• 分類號: C01B33/14;B01D19/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李瑛

發(fā)明領域

本發(fā)明涉及消泡組合物，其制備方法以及使用方法。

背景技術

在造紙廠和制漿廠中產生的泡沫會干擾許多過程，其可以影響精磨機、泵、篩、離心凈漿器、脫墨設備以及脫水設備的效率。泡沫還將不利地影響最終的紙張形成、多孔性、不透明性、可印刷性、光滑度以及層間粘合強度。過量的起泡會導致纖維和原材料的損失。進一步地，由于濕紙幅中殘存空氣的存在可以影響在造紙網上紙張的濾過速率。當紙張或墊紙上具有大量的殘存氣泡時，由于通過紙張或墊紙的水還必須穿過氣泡，所以濾過速率降低了。

然而，在許多主要的工業(yè)和醫(yī)學處理中疏水性二氧化硅組合物仍舊被選作消泡劑。在用于生產條紋水印紙張(例如紙、油氈紙等)的纖維材料的制漿和再制漿中，生產過程的幾個階段都會遇到嚴重的起泡問題，尤其是當纖維物質受到強烈的攪動時和存在具有發(fā)泡性質的天然有機物質時。不受控制的發(fā)泡可以導致產量降低、出現低質量的條紋水印紙張產品以及其它不良的結果。在漂白、損紙漿或回用紙漿的脫墨、蒸煮、洗滌以及濾水操作等過程中也能遇到發(fā)泡現象。各種廢料或者廢水或可再循環(huán)的液體可以含有相當數量的泡沫，因此可能需要加入消泡劑。Simethicone是一種流體的抗泡沫或消泡組合物，其由聚二甲基硅氧烷和根據其預期用途適當純化的二氧化硅組成。在U.S.專利2,441,098中描述了液體甲基硅氧烷聚合物的制備，這項公開在此被引入作為參考文獻。Simethicone正常的物理狀態(tài)為水白色至灰色的半透明，粘稠，油樣液體，密度為0.965-0.970g/cm³，其與水和乙醇明顯可以混溶。

有關Simethicone在醫(yī)療上已經建立起來的治療用途包括作為軟膏劑的基質成分、局部藥物載體、皮膚保護劑，但最特別的是作為人用的抗氣體和抗氣脹劑以及獸用的抗腫脹劑。

目前市售的消泡劑可以在令人驚奇低的濃度(低至0.0005％至約3％，優(yōu)選的是為0.01-1％)下解決許多工業(yè)泡沫問題。盡管更高濃度也有效，但其不可行。尤其是在泡沫很難控制(例如對于工業(yè)粘合劑配方)的含水體系中，它們是有效的消泡劑。

在含水發(fā)泡系統(tǒng)中已經采用細碎的二氧化硅顆粒來抑制泡沫。典型的做法是，處理這些二氧化硅或硅酸鹽使它們成為疏水性物質，最常用的處理劑可能是硅油。關于在含水發(fā)泡系統(tǒng)中被處理含硅物質有效性的確切原因尚未完全或最終定論，但是科技文獻中包含了相當數量對此問題的理論化解釋。

本領域一般認為，在含水發(fā)泡系統(tǒng)中對于泡沫的抑制來說，無論是疏水性細小的二氧化硅還是硅油都是必不可少的。下列理論可使這個結論合理化：首先，疏水性二氧化硅被認為是泡沫破裂劑，即疏水性二氧化硅的細小顆粒有助于使泡沫的氣泡破裂。第二，硅油實質上是一種可以保護填料顆粒并使之與泡沫的氣泡表面接觸的載體流體。

疏水性二氧化硅和硅酸鹽的制備其本身已經變成了一種工藝，并且已經頒布了許多有關這項工藝各個方面的專利。基本上疏水的二氧化硅或硅酸鹽的結構尚未肯定。從文獻中得知，具有明顯的表面羥基化或表面硅烷醇含量的顆粒狀含硅物質可以起化學反應。

在本領域中已知兩種制備疏水性制劑的主要方法。這些方法是“干法焙燒”法和“現場”法。在兩種方法中，用大約5-40wt％的硅油處理二氧化硅。在“干法焙燒”法中，通過加熱用硅油處理或浸漬干燥粉末狀的二氧化硅，例如在約205℃下處理或浸漬4-6小時，用硅氧烷流體包被二氧化硅。然后將生成的包衣二氧化硅分散在載體流體，例如礦物油、食用油、硅油、脂肪酸、脂肪酯、聚烷氧基化物酯，水或它們的混合物中，從而形成消泡劑。

在第二種方法即“現場”法中，將二氧化硅的干燥產品、載體以及硅氧烷流體進行混合，在催化劑(例如胺，二胺或碳酸銨)存在下，于約105-140℃下加熱4-6小時，形成均勻的混合物，并將二氧化硅轉化為疏水性顆粒，以一步形成消泡制劑。

不幸的是，這兩種方法均具有某些缺點。干法焙燒法需要大型昂貴的設備來加工商業(yè)上無可非議量的低密度二氧化硅粉末。在許多情況下，大型設備的成本有效地限制了整個設備的物料通過量。

常規(guī)的現場法提供了液體介質的優(yōu)勢，其可抵消干法焙燒法的低密度/高體積過程的限制，但是以在組合物中引入催化劑/助催化劑殘渣作為代價。反過來，這類殘渣的有害作用必須通過加入其它成分(例如調節(jié)物質)來抵消，這些成分會不利地限制生成的組合物的應用性。

我們期望的是找到一種以半間歇或連續(xù)步驟來制備疏水性二氧化硅顆粒的方法。