CN107034727A - 一种消泡剂及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种消泡剂及其合成方法,所述消泡剂包含特种聚醚,所述特种聚醚中含有第一不饱和烯醇聚醚、第二不饱和烯醇聚醚及不饱和双子型季铵盐。本发明通过双子型聚醚中EO、PO的不同结合,加上不饱和聚醚及不饱和双子型季铵盐比例的变化,使得消泡剂的主要成分特种聚醚能够迅速渗透至涂料内部,通过调整嵌段聚醚的EO和PO比例以调节特种聚醚的亲油亲水值,及利用正负电荷吸引原理,合成上述消泡剂。本发明提供的消泡剂具有消泡效果佳、与涂料相容性好、适应性广的特点;相比使用市面的其他消泡剂复配而成的复配消泡剂,本发明提供的消泡剂组分简单,结构明确且可控,质量与性能更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种造纸助剂,特别涉及一种消泡剂及其合成方法。
背景技术
在造纸工业中,填料常以水作为介质配制为涂料使用。涂料配制时需以强力搅拌分散各组分,配制好的涂料常常通过气刀等工具在纤维表面进行涂布。在涂料配制及涂布过程中,由于纸机高速运转产生的高剪切作用,极易生成大量泡沫。泡沫的存在则易产生涂布不均、遮盖力下降、成纸定量变化等纸病,严重降低纸张品质。因此,工业上常常使用消泡剂对涂料进行消泡和抑泡。现有的造纸涂料消泡剂往往使用市面的其他消泡剂复配而成,组分复杂,原料之间相互作用,导致复配后的消泡剂质量不稳定,影响消泡剂与涂料的相容性,影响涂料的稳定性,最终导致成纸品质的下降。因此,以简单稳定的组分生产高效涂料消泡剂是消泡剂研发人员需要解决的重大问题。
发明内容
本发明的目的在于克服了上述缺陷,提供一种与涂料相容性好且质量稳定的消泡剂及其合成方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
本发明提供一种消泡剂,包括特种聚醚,所述特种聚醚的结构通式如下:
其中,a、b、c、d分别为0~8的整数;e、f、g、j、k分别为2~30的整数,h为1~8的整数;m、n、p分别为2~15的整数;R1和R2为脂肪酸基、羟基酸基或氢;X为Cl或Br;EO为环氧乙烷;PO为环氧丙烷。
本发明还提供一种一种消泡剂的合成方法,包括以下步骤:
步骤1:将不饱和脂肪酸醇与氢氧化钾混合加热至100~120℃时,脱水至水分含量小于0.3wt%,然后升温至130~150℃,加入环氧乙烷,在135~165℃保温熟化25~40min,然后加入环氧丙烷,在140~170℃保温熟化30~45min,接着降温至130~150℃,然后加入环氧乙烷,在135~165℃保温熟化25~40min,得到第一不饱和烯醇聚醚;
步骤2:将不饱和脂肪醇与氢氧化钾混合加热至80~120℃,脱水至水分含量小于0.3wt%,然后升温至130~175℃,加入环氧丙烷,在140~170℃保温熟化30~45min,然后降温至130~150℃,加入环氧乙烷,在135~165℃保温熟化25~40min,得到第二不饱和烯醇聚醚;
步骤3:将N,N-二甲基乙醇胺、顺丁烯二酸酐、催化剂和稳定剂混合,所述催化剂为对甲基苯磺酸,所述稳定剂为二丁基羟基甲苯,于110~135℃反应2~6h,除去生成的水分,将温度调至40~80℃,调节体系pH值至8~9,加入Cl或Br取代的单卤代烷烃,反应2~4h,得到如下结构通式所示的不饱和双子型季铵盐:
步骤4:将步骤1制得的第一不饱和烯醇聚醚及催化剂混合加热至60~80℃时,同时滴加步骤3制得的不饱和双子型季铵盐,控制滴加时间在1~2h,滴加完毕后于70~95℃保温1.5~4h,然后滴加步骤2制得的第二不饱和烯醇聚醚,控制滴加时间在1~2h,滴加完毕后于70~95℃保温1.5~4h,得到特种聚醚,其中,所述催化剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种,所述特种聚醚的结构通式如下:
其中,a、b、c、d分别为0~8的整数;e、f、g、j、k分别为2~30的整数,h为1~8的整数;m、n、p分别为2~15的整数;R1和R2为脂肪酸基、羟基酸基或氢;X为Cl或Br;EO为环氧乙烷;PO为环氧丙烷;
步骤5:将步骤4制得的特种聚醚与丙二醇嵌段聚醚、聚乙二醇脂肪酸酯混合加热至50~60℃反应3~4h,调节pH值至中性,得到消泡剂。
本发明消泡剂的有益效果在于:本发明提供的消泡剂具有消泡效果佳、与涂料相容性好、适应性广的特点;相比使用市面的其他消泡剂复配而成的复配消泡剂,本发明提供的消泡剂组分简单,结构明确且可控,质量与性能更加稳定,由于对比的国内外同类助剂;使用本助剂有助于生产出稳定高质量的涂布纸,可完全替代国内外同类产品。
本发明的消泡剂的合成方法的有益效果在于:通过双子型聚醚中EO、PO的不同结合,加上不饱和聚醚及不饱和双子型季铵盐比例的变化,使得消泡剂的主要成分特种聚醚能够迅速渗透至涂料内部,通过调整嵌段聚醚的EO和PO比例以调节特种聚醚的亲油亲水值,同时,利用正负电荷吸引原理,使消泡剂能够与涂料产生一定的吸引力,进而合成出消泡性能佳、与涂料相容性好的消泡剂。
附图说明
图1是本发明实施例1消泡剂试生产中涂料比重随时间变化图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本发明最关键的构思在于:通过双子型聚醚中EO、PO的不同结合,加上不饱和聚醚及不饱和双子型季铵盐比例的变化,保证该特种聚醚能够迅速渗透至涂料内部,通过调整嵌段聚醚的EO和PO比例以调节特种聚醚的亲油亲水值,进而调节消泡剂的消泡性能、与涂料的相容性;同时,利用正负电荷吸引原理,使消泡剂能够与涂料产生一定的吸引力,提高与涂料的相容性。
请参照图1,一种消泡剂,包括特种聚醚,所述特种聚醚的结构通式如下:
其中,a、b、c、d分别为0~8的整数;e、f、g、j、k分别为2~30的整数,h为1~8的整数;m、n、p分别为2~15的整数;R1和R2为脂肪酸基、羟基酸基或氢;X为Cl或Br;EO为环氧乙烷;PO为环氧丙烷。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:本发明提供的消泡剂具有消泡效果佳、与涂料相容性好、适应性广的特点;相比使用市面的其他消泡剂复配而成的复配消泡剂,本发明提供的消泡剂组分简单,结构明确且可控,质量与性能更加稳定,由于对比的国内外同类助剂;使用本助剂有助于生产出稳定高质量的涂布纸,可完全替代国内外同类产品。
本发明还提供一种一种消泡剂的合成方法,包括以下步骤:
步骤1:将起始剂不饱和脂肪醇加入反应釜,同时加入催化剂氢氧化钾,开搅拌,升温至100~120℃,并通过抽真空或分子筛吸附脱水方式,去除水分至水分的重量比小于0.3%,然后升温至130~150℃,加入环氧乙烷,加完后在135~165℃保温熟化25~40min,然后加入环氧丙烷,反应完成后在140~170℃保温熟化30~45min;降温至130~150℃,加入环氧乙烷,在135~165℃保温熟化25~40min,得到第一不饱和烯醇聚醚;
步骤2:将起始剂不饱和脂肪醇加入反应釜,同时加入催化剂氢氧化钾,开搅拌,升温至80~120℃,并通过抽真空或分子筛吸附脱水方式,去除水分至水分的重量比小于0.3%,然后升温至130~150℃,加入环氧丙烷,在140~170℃保温熟化30~45min,降温至130~150℃,加入环氧乙烷,在135~165℃保温熟化25~40min,得到第二不饱和烯醇聚醚;
步骤3:将N,N-二甲基乙醇胺和顺丁烯二酸酐投入反应釜中,加入少量催化剂对甲基苯磺酸和稳定剂二丁基羟基甲苯(BHT),于110~135℃反应2~6h,真空除去生成的水分,得到顺丁烯二酸二甲氨基乙醇酯,将温度调至40~80℃,调节体系pH值至8~9,加入Cl或Br取代的单卤代烷烃,维持反应2~4h,得到如下结构通式所示的不饱和双子型季铵盐:
步骤4:在反应釜中,将步骤1制得的第一不饱和烯醇聚醚以及催化剂过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈投至反应釜中,搅拌加热至温度60~80℃时,同时滴加滴加步骤3制得的不饱和双子型季铵盐,控制滴加时间在1~2h,滴加完毕后升温至70~95℃保温1.5~4h,再滴加步骤2制得的第二不饱和烯醇聚醚控制滴加时间在1~2h,滴加完毕后升温至70~95℃保温1.5~4h,使反应进行完全,得特种聚醚,本特种聚醚的结构通式如上所述;
步骤5:在反应釜中,将步骤4所制得的产品(特种聚醚)与丙二醇嵌段聚醚、聚乙二醇脂肪酸酯等混合,加热升温至50~60℃,搅拌3~4h,调节pH至中性,即得消泡剂。
本发明的技术原理为:本发明中的双子型聚醚(消泡剂)中的聚醚链段具有润湿和渗透作用,能够促进消泡剂进入泡沫,进而破坏气泡的稳定结构;同时由于CaCO3和纤维表面呈电负性,利用正负电荷吸引原理,在特种聚醚中引入双子型阳离子(不饱和双子型季铵盐),从分子层面提高与涂料的相容性,降低涂料稳定性风险,提高与涂料的相容性;提高亲水基团比例,在水中可分散,配合常规乳化剂,可进一步提高乳化程度,达到最佳使用效果。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:通过双子型聚醚中EO、PO的不同结合,加上不饱和聚醚及不饱和双子型季铵盐比例的变化,使得消泡剂的主要成分特种聚醚能够迅速渗透至涂料内部,通过调整嵌段聚醚的EO和PO比例以调节特种聚醚的亲油亲水值,同时,利用正负电荷吸引原理,使消泡剂能够与涂料产生一定的吸引力,进而合成出消泡性能佳、与涂料相容性好的消泡剂;本发明合成的消泡剂具有消泡效果佳、与涂料相容性好、适应性广的特点;相比使用市面的其他消泡剂复配而成的复配消泡剂,本发明提供的消泡剂组分简单,结构明确且可控,质量与性能更加稳定,由于对比的国内外同类助剂;使用本助剂有助于生产出稳定高质量的涂布纸,可完全替代国内外同类产品。
进一步的,在步骤1中,以摩尔比计,所用环氧乙烷的总量∶环氧丙烷∶不饱和脂肪醇=2~20∶10~40∶1;在步骤2中,以摩尔比计,环氧乙烷∶环氧丙烷∶不饱和脂肪醇=2~20∶10~40∶1。
进一步的,在步骤1中,还包括将第一不饱和烯醇聚醚降温至30~50℃后加入磷酸,调节pH值至6~7;在步骤2中,还包括将第二不饱和烯醇聚醚降温至30~50℃后加入磷酸,调节pH值至6~7。
由上述描述可知,将第一、二不饱和烯醇聚醚降温后调节其pH值至6~7,使得第一、二不饱和烯醇聚醚的稳定性得以提高。
进一步的,在步骤1中,当第一不饱和烯醇聚醚中的环氧乙烷与烯醇的摩尔比大于15,且环氧丙烷与烯醇的摩尔比小于10时,还包括将第一不饱和烯醇聚醚与脂肪酸、催化剂对甲苯磺酸及溶剂甲苯混合,通过溶剂甲苯回流法在温度130~140℃条件下回流反应2~4h,得到第一不饱和烯醇聚醚的脂肪酸酯;反应完成后回收甲苯,所述脂肪酸选自椰油酸、油酸和蓖麻油酸中的一种或多种;以摩尔比计,第一不饱和烯醇聚醚∶脂肪酸=1∶0.8~1.0,脂肪酸∶甲苯=1∶0.2~1.0。
由上述描述可知,当第一不饱和烯醇聚醚中的环氧乙烷与烯醇的摩尔比大于15,且环氧丙烷与烯醇的摩尔比小于10时,对第一不饱和烯醇聚醚进行后续改进,以平衡亲水亲油值,有利于提高特种聚醚与涂料的相容性,提高消泡效率。
进一步的,在步骤2中,当第二不饱和烯醇聚醚中的环氧乙烷与烯醇的摩尔比大于15,且环氧丙烷与烯醇的摩尔比小于10时,还包括将第二不饱和烯醇聚醚与脂肪酸、催化剂对甲苯磺酸及溶剂甲苯混合,通过溶剂甲苯回流法在温度130~140℃条件下回流反应2~4h,得到第二不饱和烯醇聚醚的脂肪酸酯;反应完成后回收甲苯,所述脂肪酸选自椰油酸、油酸和蓖麻油酸中的一种或多种;以摩尔比计,第二不饱和烯醇聚醚∶脂肪酸=1∶0.8~1.0,脂肪酸∶甲苯=1∶0.2~1.0。
由上述描述可知,当第二不饱和烯醇聚醚中的环氧乙烷与烯醇的摩尔比大于15,且环氧丙烷与烯醇的摩尔比小于10时,对第二不饱和烯醇聚醚进行后续改进,以平衡亲水亲油值,有利于提高特种聚醚与涂料的相容性,提高消泡效率。
进一步的,在步骤3中,以摩尔比计,N,N-二甲基乙醇胺∶顺丁烯二酸酐∶单卤代烷烃=2~2.5∶1∶2~8,催化剂∶顺丁烯二酸酐=0.01~2∶100,稳定剂∶顺丁烯二酸酐=0.01~2∶100。
进一步的,步骤3中,还包括在加入Cl或Br取代的单卤代烷烃,反应2~4h后,调节体系pH值至6~7,并在反应完成后,除去生成的水分及无机盐。
由上述描述可知,在加入Cl或Br取代的单卤代烷烃,反应2~4h后,调节体系pH值至6~7,并在反应完成后,除去生成的水分及无机盐,以提高产品的性能及稳定性。
进一步的,在步骤3中,反应结束后,对体系中的卤代烷进行回收再利用,以降低原料对环境的污染,同时降低生产成本。
进一步的,步骤5中,特种聚醚、丙二醇嵌段聚醚与聚乙二醇脂肪酸酯的重量比为1∶0.02~1∶0.02~1。
实施例1
1、将起始剂2-丙烯-1-醇10mol加入反应釜,同时加入10g的氢氧化钾催化剂,开搅拌,升温至约120℃并抽真空至约0.01Mpa,去除水分至水分重量比小于0.1%,然后升温至140℃,缓慢分批(每批加入约10mol,重量大约440g)加入30mol环氧乙烷,加完后保温熟化30min,然后升温至160℃,分批加入(每批加入约10mol,重量大约580g)170mol环氧丙烷,反应完成后于160±5℃保温熟化30min,再次缓慢分批(每批加入约10mol,重量大约440g)加入20mol环氧乙烷,加入完成后于150±5℃保温熟化40min,降温至低于80℃后用磷酸调节至pH=6~7,得到丙烯醇基嵌段聚醚。
2、将起始剂9-十八烯-1-醇10mol加入反应釜,同时加入25g氢氧化钾催化剂,开搅拌,升温至120℃并抽真空至约0.1Mpa,去除水分至水分重量比小于0.1%,升温至160℃,缓慢分批加入(每批加入约10mol,大约580g)260mol环氧丙烷,反应完成后160±5℃保温熟化45min,然后降温至140℃,缓慢分批加入(每批加入约10mol,大约440g)70mol环氧乙烷,加完后140±5℃保温熟化40min,降温至85℃以下用磷酸调节pH=6~7,得到油醇基嵌段聚醚。
3、将N,N-二甲基乙醇胺20mol和顺丁烯二酸酐10mol投入反应釜中,加入少量催化剂对甲基苯磺酸和稳定剂二丁基羟基甲苯(BHT),将温度升至125℃,除去反应生成的水,反应4h后,将温度降至60℃,加入NaOH浓溶液至pH=8~9,加入40mol氯甲烷,维持反应3h,加入浓盐酸调节pH=6~7,升温至80℃,抽真空至-0.1MPa,保持约30min,过滤除去水和盐分,即得不饱和双子型季铵盐P。
4、将2.5kg丙烯醇基嵌段聚醚、催化剂偶氮二异丁腈(AIBN)约160g先投至反应釜中,搅拌至完全溶解,加热至60℃,滴加0.35kg不饱和双子型季铵盐P,控制滴加时间在1~2h,滴加完毕后升温至85℃保温1.5~2h,使反应进行完全;然后降温至60℃,滴加8.4kg油醇基嵌段聚醚,升温至95℃保温1.5~2h,使反应进行完全,降温即得特种聚醚。
5、将步骤4所制得的特种聚醚20kg、丙二醇嵌段聚醚(L-61)1kg、聚乙二醇600双硬脂酸酯(PEG600DS)1.3kg投入不锈钢反应釜中,加热升温至50~60℃,搅拌2~3h,即得造纸涂料消泡剂产品TB-100,其结构式如下式所示:
本发明产品TB-100与国外某公司涂料消泡剂产品A在国内某纸厂灰底白板纸生产车间试生产的效果对比如下。
试生产期间抄纸定量230-270g/m2,车速1200m/min,在预涂、中涂及面涂三个工序过程中,产品A及TB-100用量均为0.8g/kg涂料,试生产从2016年12月13日12时开始,将涂料消泡剂从原来的国外某供应商的产品A切换为TB-100,至15日12时又切换为产品A,我们从12日16时开始每4小时采集一次数据,作图1试生产中涂料比重随时间变化图。
从图1可以看出,在预涂中,两种消泡剂对涂料的比重影响不大,这可能是因为预涂的涂料粘度较大,运行过程中剪切力产生的泡沫较少,涂料的比重下降不多;在中涂切换中,涂料比重从约1.30g/mL上升至约1.40g/mL,说明TB-100消泡效果略好于产品A;在面涂切换中,涂料比重从1.10g/mL大幅上升至约1.30g/mL,呈明显的阶梯式上升,说明TB-100消泡效果明显优于产品A;待切换回产品A时,面涂涂料比重又出现明显回落,这更进一步证明TB-100的消泡性能优越。
随后,试生产所有纸品经质检部门检测,所有指标均为合格。这一结果表明,TB-100不仅消泡性能优越,与涂料的相容性也很好。
从以上结果可以得出:
TB-100的消泡性能优越,可以替代国内外同类产品。
TB-100与涂料有良好的相容性,在造纸过程中不影响纸品品质。
TB-100组成简单,结构明确,可以在一定范围内进行微调,适应广大客户的不同需求。
实施例2
1、将起始剂9-十八烯-1-醇10mol加入反应釜,同时加入10g的氢氧化钾催化剂,开搅拌,升温至约120℃并抽真空至约0.01Mpa,去除水分至水分重量比小于0.1%,然后升温至140℃,缓慢分批(每批加入约10mol,重量大约440g)加入30mol环氧乙烷,加完后保温熟化30min,然后升温至160℃,缓慢分批加入(每批加入约10mol,重量大约580g)170mol环氧丙烷,反应完成后160±5℃保温熟化30min后,降温至140℃,缓慢分批加入(每批加入约10mol,大约440g)30mol环氧乙烷,加完后140±5℃保温熟化40min,降温至85℃以下用磷酸调节pH=6~7,得到油醇基嵌段聚醚。
2、将起始剂2-丙烯-1-醇10mol加入反应釜,同时加入25g氢氧化钾催化剂,开搅拌,升温至120℃并抽真空至约0.1Mpa,去除水分至水分重量比小于0.1%,缓慢分批(每批加入约10mol,大约580g)加入160mol环氧丙烷,加完后160±5℃保温熟化25min,然后降温至140℃,分批(每批加入约10mol,大约440g)加入80mol环氧乙烷,反应完成后140±5℃保温熟化40min,降温至85℃后用磷酸调节pH=6~7,得到丙烯醇基嵌段聚醚。
3、将步骤2中所制得的丙烯醇基嵌段聚醚10mol与月桂酸9.8mol的比例加入反应釜中,加入0.1mol的对甲苯磺酸作催化剂,同时加入甲苯溶剂5mol,搅拌升温至140℃回流反应4h后,减压蒸馏1h回收甲苯,温度降至45~55℃,即得烯丙醇聚醚月桂酸酯。
4、将N,N-二甲基乙醇胺20mol和顺丁烯二酸酐10mol投入反应釜中,加入少量催化剂对甲基苯磺酸和稳定剂二丁基羟基甲苯(BHT),将温度升至125℃,除去反应生成的水,反应4h后,将温度降至60℃,加入NaOH浓溶液至pH=8~9,加入80mol氯丁烷,维持反应3h,加入浓盐酸调节pH=6~7,升温至80℃,抽真空至-0.1MPa,保持约30min,过滤除去水和盐分,即得不饱和双子型季铵盐P。
5、将5.1kg油醇基嵌段聚醚、催化剂偶氮二异丁腈(AIBN)约0.16kg先投至反应釜中,搅拌至完全溶解,加热至60℃,滴加0.45kg不饱和双子型季铵盐P,控制滴加时间在1~2h,滴加完毕后升温至85℃保温1.5~2h,使反应进行完全;然后降温至60℃,滴加4.6kg烯丙醇聚醚的椰油酸酯,升温至95℃保温1.5~2h,使反应进行完全,降温即得特种聚醚。
6、将步骤5所制得的特种聚醚20kg、丙二醇嵌段聚醚(L-61)0.8kg、聚乙二醇600双硬脂酸酯(PEG600DS)1.3kg投入不锈钢反应釜中,加热升温至50~60℃,搅拌2~3h,即得造纸涂料消泡剂产品TB-200,其结构式如下:
综上所述,本发明提供的消泡剂及其合成方法,通过双子型聚醚中EO、PO的不同结合,加上不饱和聚醚及不饱和双子型季铵盐比例的变化,使得消泡剂的主要成分特种聚醚能够迅速渗透至涂料内部,通过调整嵌段聚醚的EO和PO比例以调节特种聚醚的亲油亲水值,同时,利用正负电荷吸引原理,使消泡剂能够与涂料产生一定的吸引力,进而合成出消泡性能佳、与涂料相容性好的消泡剂;本发明提供的消泡剂具有消泡效果佳、与涂料相容性好、适应性广的特点;相比使用市面的其他消泡剂复配而成的复配消泡剂,本发明提供的消泡剂组分简单,结构明确且可控,质量与性能更加稳定,由于对比的国内外同类助剂;使用本助剂有助于生产出稳定高质量的涂布纸,可完全替代国内外同类产品。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种消泡剂,其特征在于,包括特种聚醚,所述特种聚醚的结构通式如下:
其中,a、b、c、d分别为0~8的整数;e、f、g、j、k分别为2~30的整数,h为1~8的整数;m、n、p分别为2~15的整数;R1和R2为脂肪酸基、羟基酸基或氢;X为Cl或Br;EO为环氧乙烷;PO为环氧丙烷。
2.一种消泡剂的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将不饱和脂肪酸醇与氢氧化钾混合加热至100~120℃时,脱水至水分含量小于0.3wt%,然后升温至130~150℃,加入环氧乙烷,在135~165℃保温熟化25~40min,然后加入环氧丙烷,在140~170℃保温熟化30~45min,接着降温至130~150℃,然后加入环氧乙烷,在135~165℃保温熟化25~40min,得到第一不饱和烯醇聚醚;
步骤2:将不饱和脂肪醇与氢氧化钾混合加热至80~120℃,脱水至水分含量小于0.3wt%,然后升温至130~175℃,加入环氧丙烷,在140~170℃保温熟化30~45min,然后降温至130~150℃,加入环氧乙烷,在135~165℃保温熟化25~40min,得到第二不饱和烯醇聚醚;
步骤3:将N,N-二甲基乙醇胺、顺丁烯二酸酐、催化剂和稳定剂混合,所述催化剂为对甲基苯磺酸,所述稳定剂为二丁基羟基甲苯,于110~135℃反应2~6h,除去生成的水分,将温度调至40~80℃,调节体系pH值至8~9,加入Cl或Br取代的单卤代烷烃,反应2~4h,得到如下结构通式所示的不饱和双子型季铵盐:
步骤4:将步骤1制得的第一不饱和烯醇聚醚及催化剂混合加热至60~80℃时,同时滴加步骤3制得的不饱和双子型季铵盐,控制滴加时间在1~2h,滴加完毕后于70~95℃保温1.5~4h,然后滴加步骤2制得的第二不饱和烯醇聚醚,控制滴加时间在1~2h,滴加完毕后于70~95℃保温1.5~4h,得到特种聚醚,其中,所述催化剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种,所述特种聚醚的结构通式如下:
其中,a、b、c、d分别为0~8的整数;e、f、g、j、k分别为2~30的整数,h为1~8的整数;m、n、p分别为2~15的整数;R1和R2为脂肪酸基、羟基酸基或氢;X为Cl或Br;EO为环氧乙烷;PO为环氧丙烷;
步骤5:将步骤4制得的特种聚醚与丙二醇嵌段聚醚、聚乙二醇脂肪酸酯混合加热至50~60℃反应3~4h,调节pH值至中性,得到消泡剂。
3.根据权利要求2所述消泡剂的合成方法,其特征在于,在步骤1中,以摩尔比计,所用环氧乙烷的总量∶环氧丙烷∶不饱和脂肪醇=2~20∶10~40∶1;在步骤2中,以摩尔比计,环氧乙烷∶环氧丙烷∶不饱和脂肪醇=2~20∶10~40∶1。
4.根据权利要求2所述消泡剂的合成方法,其特征在于,在步骤1中,还包括将第一不饱和烯醇聚醚降温至30~50℃后加入磷酸,调节pH值至6~7;在步骤2中,还包括将第二不饱和烯醇聚醚降温至30~50℃后加入磷酸,调节pH值至6~7。
5.根据权利要求2所述消泡剂的合成方法,其特征在于,在步骤1中,当第一不饱和烯醇聚醚中的环氧乙烷与烯醇的摩尔比大于15,且环氧丙烷与烯醇的摩尔比小于10时,还包括将第一不饱和烯醇聚醚与脂肪酸、对甲苯磺酸及甲苯混合,在温度130~140℃条件下回流反应2~4h,得到第一不饱和烯醇聚醚的脂肪酸酯;所述脂肪酸选自椰油酸、油酸和蓖麻油酸中的一种或多种;以摩尔比计,第一不饱和烯醇聚醚∶脂肪酸=1∶0.8~1.0,脂肪酸∶甲苯=1∶0.2~1.0。
6.根据权利要求2所述消泡剂的合成方法,其特征在于,在步骤2中,当第二不饱和烯醇聚醚中的环氧乙烷与烯醇的摩尔比大于15,且环氧丙烷与烯醇的摩尔比小于10时,还包括将第二不饱和烯醇聚醚与脂肪酸、对甲苯磺酸及甲苯混合,在温度130~140℃条件下回流反应2~4h,得到第二不饱和烯醇聚醚的脂肪酸酯;所述脂肪酸选自椰油酸、油酸和蓖麻油酸中的一种或多种;以摩尔比计,第二不饱和烯醇聚醚∶脂肪酸=1∶0.8~1.0,脂肪酸∶甲苯=1∶0.2~1.0。
7.根据权利要求2所述消泡剂的合成方法,其特征在于,在步骤3中,以摩尔比计,N,N-二甲基乙醇胺∶顺丁烯二酸酐∶单卤代烷烃=2~2.5∶1∶2~8,催化剂∶顺丁烯二酸酐=0.01~2∶100,稳定剂∶顺丁烯二酸酐=0.01~2∶100。
8.根据权利要求2所述消泡剂的合成方法,其特征在于,步骤3中,还包括在加入Cl或Br取代的单卤代烷烃,反应2~4h后,调节体系pH值至6~7,并在反应完成后,除去生成的水分及无机盐。
9.根据权利要求2所述消泡剂的合成方法,其特征在于,步骤5中,特种聚醚、丙二醇嵌段聚醚与聚乙二醇脂肪酸酯的重量比为1∶0.02~1∶0.02~1。
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