[发明专利]一种通用消泡剂的制备及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学组合物及其制备方法，更准确地说本发明涉及一种非有机硅消泡剂 的制备，这种消泡剂适用于造纸涂布、抄纸和电路板(PCB)加工等行业中。消泡剂属于精 细化学品添加剂，因此本发明隶属于精细化工制剂技术领域。

技术背景

消泡剂是一种精细化学品添加剂，它的主要功能包括消泡和抑泡两个方面。一个好的消 泡剂除了本身要具备优良的消抑泡性能之外，还要求与其它助剂之间有优良的兼容性以及在 起泡体系中有优良的稳定性等。消泡剂主要分为有机硅消泡剂和非有机硅消泡剂，有机硅消 泡剂主要借助于硅油分子中连接于硅原子之间的氧原子，使之与水形成一定强度的氢键，从 而具有较低的表面张力，即促使硅油分子很容易铺展，这就形成了S·Ross和Woods等人提 出的铺展系数和浸入系数的基本点，因此，有机硅消泡剂作为第三代消泡剂深受国内外消泡 剂研究者的关注。非有机硅消泡剂主要包括脂肪醇、脂肪酸(酯)、金属皂、酰胺、聚醚、矿 物油等组分，由于它们的表面张力比硅油高，不易在泡膜表面铺展开来，因此，在一些体系 中它们的消抑泡性能不如有机硅好。而有的组分，如磷酸三丁酯，具备消泡性能但是不具备 抑泡性能，在这种情况下用户必定要不断地向起泡体系中添加消泡剂，大大提高了客户的使 用成本，这也是消泡剂的生产厂家始终将有机硅消泡剂作为研究重点的一个原因。

尽管有机硅消泡剂具备的添加量少、表面张力小、无生理活性、安全性高等特点，但是 在有些行业中硅油表面张力较低铺展性能较好反而成了有机硅消泡剂的缺点，这是由于一旦 有机硅破乳后，容易在表面形成硅斑，这在一些条件苛刻的体系中，如强碱高温下显得尤为 突出。

而在另外的一些体系中，有机硅消泡剂不能高效的发挥作用，如在造纸、涂布、淀粉加 工等行业。因为这些行业都是高分子化合物起泡，不同于普通表面活性剂起泡，所以在这种 情况下，非有机硅消泡剂就发挥主要作用了。

以造纸工业为例：2005年我国的纸张生产总量为5600万吨，纸张消耗总量为5930万吨。 其中新闻纸生产为319万吨，涂布纸生产365万吨，箱板纸生产980万吨，瓦楞纸生产950 万吨。造纸过程中的消泡剂用量一般以吨纸消耗来计算，每吨纸的消泡剂用量为100～1000g 不等，按照平均量400g/吨纸计算，我国造纸消泡剂存在2.3万吨的市场。由于造纸工业中起 泡的特殊性，普通有机硅消泡剂不能在其中很好地发挥作用，主要表现为抑泡性能和脱气性 能差，不能将生成的泡沫及时消除，因此易造成纸机断纸、产品质量差表面有气孔不光滑， 或由于消泡剂破乳在纸张表面形成硅斑等等，这时只能采用非有机硅的消泡剂。

US4976888介绍了包括脂肪醇、脂肪酸酯、烃或脂肪酸的乳液型消泡剂。但是这些物质 组成的消泡剂在温度升高时效果不佳；US5229033介绍了包括聚异丁烯、脂肪酸聚醚、脂肪 酸酯的本体消泡剂，效果同样不佳；US5460698介绍的消泡剂包括脂肪醇聚醚和油酸二乙醇 胺，利用配制的白水，在废纸脱墨浆中进行测试，由于脂肪醇聚醚受到温度的影响，在高速 纸机上也不能起到很好的作用。

印制电路板(PCB)生产过程中的干膜工序，是通过显影液除去未曝光的干膜。干膜为 感光绝缘树脂，显影液为0.9～1.5％的碳酸钠溶液。由于干膜不断溶解，显影液在循环系统喷 淋过程中产生一定的泡沫，泡沫达到一定的程度就会影响显影的质量，给生产造成不便。因 此工业生产过程中，开缸时常需添加一定量的消泡剂，以抑制泡沫的产生。CN1503057公示 的光敏抗蚀刻显影液用消泡分散剂介绍了包括脂肪酸和脂肪酸酯的消泡剂，但是脂肪酸酯在 碱性条件下性能易衰减；CN1385755介绍的消泡剂主要包括短链脂肪醇的聚醚，也仍旧达不 到理想效果。

钢板清洗过程一般要经过清洗、脱脂、除锈、表面调整、磷化、润滑、着色和干燥等工 序，在清洗过程中由于采用到阴离子和非离子表面活性剂组成的清洗剂，因此很容易在清洗 时产生大量的泡沫，如果这些泡沫不及时消除就会引起一系列的危害。目前，有的厂家应用 有机硅消泡剂，也有的厂家使用非有机硅消泡剂，有机硅消泡剂在这种使用环境下很容易破 乳，在钢板上形成“硅斑”，影响磷化和喷涂工序，进而影响产品的质量。相比而言，使用非 有机硅消泡剂更受青睐，但是普通非有机硅消泡剂的消抑泡性能不佳，需要有一种消抑泡性 能优异非有机硅消泡剂加于解决。