CN111389056B - 一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于消泡剂领域,具体涉及一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法。该方法包括以下步骤:取一定量的膨润土在矿物油中混合均匀,加入适量的活化剂,然后高速搅拌一段时间,制得高粘度的膨润土预分散液,将其添加到矿物油消泡剂中搅拌均匀即可。本发明制备的膨润土预分散液添加到矿物油消泡剂中,可以明显改善消泡剂中白炭黑的沉降问题,提高了矿物油消泡剂的储存稳定性,而且成本低,操作简单,易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于消泡剂领域,具体涉及一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法。
背景技术
矿物油消泡剂是一类重要的消泡剂分支,广泛的应用于油墨,涂料和水相体系中。矿物油消泡剂的主要组分为溶剂,疏水粒子,乳化剂和其他疏水物质等。白炭黑是常用的疏水粒子,它具有极强的消泡性能,可以极大增强体系的消泡性能,但是白炭黑粒径小,比表面积大,在矿物油中会不断的聚集沉降,导致整个矿物油消泡剂体系不稳定,白炭黑会慢慢析出。
从目前的文献资料来看,改善白炭黑在矿物油消泡剂中沉降问题的方法有两种,第一种是对白炭黑进行化学改性,用硅烷偶联剂、羟基硅油,长链烷基硅油等接枝在白炭黑的表面,增加白炭黑和溶剂的相容性以及白炭黑的表面位阻。张金龙在研究论文“氟改性纳米SiO2颗粒的制备及其在消泡剂中的应用”(南京工业大学学报, 35,2013(3):107~111)中,采用的就是这种方法。第二种是采用物理方法,借助较强的剪切力或者撞击力,使白炭黑在消泡剂体系中均匀稳定的分散,并同时增加体系的粘度,适当延长储存时间。祝韵在“大豆油的改性及在消泡剂中的应用” (南京林业大学硕士学位论文,2011)中就是采用的这种方法。
从以上两种方法可以看出,第一种方法存在白炭黑化学改性效率低,成本高,周期长的缺点;第二种方法存在储存周期短,不能从根本上解决白炭黑的沉降问题。
发明内容
为了克服现有技术的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,该方法可以明显改善消泡剂中白炭黑的沉降问题,提高了矿物油消泡剂的储存稳定性。
膨润土颗粒在剪切作用下分散为多个层状的膨润土薄片,添加活化剂后继续高速搅拌,层状的膨润土薄片得到进一步的分散,并且活化剂中所含的羟基能够为膨润土薄片在矿物油中桥连提供氢键,这样膨润土就在矿物油中形成稳定的三维网络结构。矿物油和白炭黑均匀的填充在这些三维网络结构中,从而阻止了白炭黑的聚集沉降,并且提高了整个体系的粘度。中国专利CN107200503A制备的矿物油消泡剂也添加了膨润土,该专利并没有描述膨润土矿物油消泡剂中的作用。而本专利利用有机膨润土在矿物油体系中活化后的增稠触变效应,详细的说明了膨润土的防沉降机理和添加方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,包括以下步骤:将膨润土与矿物油混合均匀,加入活化剂,然后用转头外径为18mm的均质机在 14600~22000rpm转速下搅拌5~15min,制得高粘度的膨润土预分散液,最后将膨润土预分散液和矿物油消泡剂按质量比为1:9~1:4混合搅拌均匀即可;
所述的膨润土为有机膨润土,有机膨润土适用于脂肪族和非极性溶剂体系,能够良好的分散在矿物油中,型号如海明斯有机膨润土Bentone34或者BentoneSD-1,添加量占膨润土预分散液质量的4%~12%;
所述的矿物油为15号、26号、32号和68号白矿油中的一种或两种以上,添加量占膨润土预分散液质量的88%~96%;
所述的活化剂为甲醇/水(质量比:95/5)、乙醇/水(质量比:95/5)或者丙酮/ 水(质量比:95/5),添加量为膨润土质量的10%~60%。
优选的,所述的矿物油消泡剂由以下质量份数计的组分构成:79份226号白矿油、2份白炭黑HB139、9份长链烷基硅油、6份复合乳化剂(Span80/Tween80质量比为5/1)和4份PPG800,所有组分混合加入反应釜中,110℃搅拌15min,制备矿物油消泡剂。
优选的,所述的膨润土的添加量占膨润土预分散液质量的5%~10%。
优选的,所述的矿物油的添加量占膨润土预分散液质量的90%~95%。
优选的,所述的活化剂的添加量为膨润土质量的20%~40%。
相对于现有技术,本发明的有益效果如下:
利用有机膨润土在矿物油体系中活化后的增稠触变效应,显著提高了矿物油消泡剂的储存稳定性,防止了白炭黑沉降,而且操作简单,成本低,有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明中矿物油消泡剂的防沉降机理。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的实施方式不限于此。对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。
下列实施例采用的矿物油消泡剂由以下质量份数计的组分构成:79份226号白矿油、2份白炭黑HB139、9份长链烷基硅油、6份复合乳化剂(Span80/Tween80 质量比为5/1)和4份PPG800,所有组分混合加入反应釜中,110℃搅拌15min,制备矿物油消泡剂。
实施例1
本实施例提供一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,包括以下步骤:
取5g的BentoneSD-1膨润土在95g的32号白矿油中混合均匀,加入1g的甲醇/水(95/5)活化剂,然后用均质机在14600rpm转速下搅拌5min,制得高粘度的膨润土预分散液,取20g膨润土预分散液添加到80g矿物油消泡剂中搅拌均匀即可。
实施例2
本实施例提供一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,包括以下步骤:
取5g的BENTONE34膨润土在95g的26号白矿油中混合均匀,加入2g的甲醇/水(95/5)活化剂,然后用均质机在18000rpm转速下搅拌5min,制得高粘度的膨润土预分散液,取20g膨润土预分散液添加到80g矿物油消泡剂中搅拌均匀即可。
实施例3
本实施例提供一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,包括以下步骤:
取5g的BentoneSD-1膨润土在15g的15号白矿油和70g的68号白矿油中混合均匀,加入1g的乙醇/水(95/5)活化剂,然后用均质机在22000rpm转速下搅拌 5min,制得高粘度的膨润土预分散液,取20g膨润土预分散液添加到80g矿物油消泡剂中搅拌均匀即可。
实施例4
本实施例提供一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,包括以下步骤:
取10g的Bentone34膨润土在90g的26号白矿油中混合均匀,加入4g的甲醇 /水(95/5)活化剂,然后用均质机在22000rpm转速下搅拌5min,制得高粘度的膨润土预分散液,取10g膨润土预分散液添加到90g矿物油消泡剂中搅拌均匀即可。
对比例1
实施例1中不添加膨润土预分散液,单独的矿物油消泡剂。
对比例2
实施例1中不添加甲醇/水(95/5)活化剂,其余相同。
将最后的矿物油消泡剂用数显粘度计NDJ-5S测量粘度,测量温度为37℃。并取适量上述例中矿物油消泡剂到烧杯中,室温条件下放置,观察沉降情况,记录出现白炭黑沉降的时间,结果如附表1所示。
从附表1可以看出,不添加膨润土的对比例1在放置3天后出现白炭黑沉降,而添加了膨润土的可以显著提高储存时间,且储存时间与消泡剂的粘度正相关。其中活化剂添加量为白炭黑质量的20~30%,均质机搅拌速度为16000~22000rpm时可以达到最佳的增粘效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,其特征在于,包括以下步骤:将膨润土与矿物油混合均匀,加入活化剂,然后用转头外径为18mm的均质机在14600~22000rpm转速下搅拌5~15min,制得高粘度的膨润土预分散液,最后将膨润土预分散液和矿物油消泡剂按质量比为1:9~1:4混合搅拌均匀即可;
所述的膨润土为有机膨润土,具体为海明斯有机膨润土Bentone 34或者Bentone SD-1,添加量占膨润土预分散液质量的4%~12%;
所述的矿物油为15号、26号、32号和68号白矿油中的一种或两种以上,添加量占膨润土预分散液质量的88%~96%;
所述的活化剂为质量比为95/5的甲醇/水、质量比为95/5的乙醇/水或者质量比为95/5的丙酮/水,添加量为膨润土质量的10%~60%。
2.根据权利要求1所述的用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,其特征在于:所述的膨润土的添加量占膨润土预分散液质量的5%~10%。
3.根据权利要求2所述的用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,其特征在于:所述的矿物油的添加量占膨润土预分散液质量的90%~95%。
4.根据权利要求3所述的用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,其特征在于:所述的活化剂的添加量为膨润土质量的20%~40%。
5.根据权利要求4所述的用膨润土来改善矿物油消泡剂中白炭黑沉降问题的方法,其特征在于,所述的矿物油消泡剂由以下按质量份数计的组分在110℃下搅拌15min构成:79份26号白矿油、2份白炭黑HB139、9份长链烷基硅油、6份由Span80和Tween80按照质量比为5/1组成的复合乳化剂和4份PPG800。
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