疏水型二氧化硅在有机硅消泡剂中的应用

前言

疏水型二氧化硅JY100-09X是利用二甲基硅氧烷为主要改性剂对纳米二氧化硅粒子采用液相原位表面修饰技术改性而成，是疏水型的二氧化硅。比表面积为170±20m2/g，原生粒径小于25nm，附聚体粒径约为5微米，SiO2含量不小于99.5%，是一种多功能添加。

消泡剂作为工业上一种重要的助剂，用量少但必不可缺，广泛应用于纺织、造纸、石油、食品、制 药等各个领域。消泡剂具有针对性和专用性，因为每种起泡体系的起泡机理和工艺条件不同，不同的起泡体系需要不同的消泡剂。它大体可分为非硅系和硅系消泡 剂。非硅系如高级醇、酸、烃、聚醚、酯、磷酸酯等，它们用量大且适用性小；硅系消泡剂是硅油/白炭黑硅油膏及改性硅油作为消泡剂的主要成分，是目前应用最 广、最高效的一类消泡剂。与其它种类的消泡剂比较，有几个突出特点：

①溶解性小，溶解度参数与其它有机物相差很大，不会与水、含极性基团的化合物和不同 SP值的烃类化合物发生缔合。既可用于水体系，又可用于油体系，对大部分发泡体系都有消泡效果。

②表面张力低，其表面张力为20～21mN/m,比水 （76mN/m）及一般起泡液的表面张力都低得多，这是硅油消泡剂应用面广和消泡能力强的主要原因，一般用量仅为发泡液的10～200ul/L，不会污染 体系及影响产品的加工性能。

③化学稳定性、耐热性好，能适应弱酸、碱、盐及高温体系的消泡。 ④生理惰性，可用于食品、化妆品、医药行业。

⑤品种型号多，可 供多种发泡体系选择。除不允许含分散剂(SiO2)的体系如有些油性体系，疏水型二氧化硅作为硅系消泡剂的重要组分，其作用是巨大的。

1 疏水型二氧化硅JY100-09X在消泡剂中的作用 1.1 分散作用

衡量消泡剂好坏的一个重要指标是它的分散效果。溶解性小而分散性大的物质才能成为消泡剂的活性成分。二甲基硅油作为消泡剂的主要成分，溶解性小而分散性也小，它必须借助白炭黑、乳化剂和其它分散助剂来提高其分散效果。由于SiO2微粒的存在，硅油能迅速铺展在起泡液 中，提高了硅油的分散效率，从而提高了消泡效果。所以，疏水型二氧化硅JY100-09X在消泡剂中作为一种很重要的分散剂。 1.2 吸附作用

SiO2在消泡剂中一个重要作用是吸附作用。由于粒径小，比表面积大，表面能高，三维网状结构，SiO2可以形成一种巨大的吸附气泡的作用力，它和硅油一起构成攻击气泡的力，即SiO2吸附并冲击气泡造成薄弱点，在硅油低表面张力的作用下使气泡破裂导致破泡。因此，SiO2在消泡剂中相当于“针尖”,用量少但作用巨大。它和硅油作为高效消泡剂的活性成分，具有复合高效、协同的消泡效果。 1.3 增稠防沉作用

乳液型硅油消泡剂的重要指标是消泡效果和储存稳定性，特别是含硅膏乳液。影响乳液稳定性的原因有很多，如乳液的粒径、乳液的粘度等。乳液粒径是乳液型消 泡剂最重要的控制指标，一般要求粒径小于10um。乳液粒径取决于乳化剂的选择、乳化工艺和微粒的大小。疏水型二氧化硅JY100-09X的最小粒径可达5um左右，含这种SiO2的硅油乳液微粒在起泡液中构成颗粒非常小、数量非常多的基本消泡单元，使消泡剂达到最佳消泡效果。同时由于粒径小、比表面积大，稳定的氢键三维网状结构，使SiO2微粒能均匀、稳定地分布

在整个体系中，使体系储存稳定。

2 疏水型二氧化硅JY100-09X的技术指标和特点 2.1技术指标：

分 类 项 目 SiO2 % 比表面积 BET PH值 干燥减量 % 灼烧减量 % 堆积密度 g/L JY100-09X ≥99.5 170±20 6.0-7.5 ≤4.0 ≤10.0 200

2.2产品特性：

1.JY100-09X与市场上通常销售的气相二氧化硅相比，在矿物油基消泡剂配方中可以达到5-10倍的消泡效率；在硅油基的消泡剂中，达到接近2倍的消泡效率；

2.JY100-09X无需经过长时间（3-5小时）高温（150-200℃）疏水化处理，一般加热150℃混合30-90分钟即可分散均匀。与气相二氧化硅相比，可显著降低能耗和缩短工艺时间；

3.JY100-09X可适用于高温、强碱、强酸体系。

3 疏水型二氧化硅JY100-09X在消泡剂中的应用

下面以用量较大的乳液型消泡剂和自乳化型聚醚消泡剂为例来说明它的应用情况。 3.1乳液型硅油消泡剂

乳液型消泡剂是一种通用型有机硅消泡剂，是用低起泡性乳化剂如司盘、吐温、聚乙二醇醚等乳化硅油/硅油膏制成的水包油（O/W）型乳液。它的特点是易分散在水体系中，可广泛用作水相体系的消泡，它对起泡液的温度、酸、碱、盐比较敏感，易导致飘油或破乳，而且稀释稳定性和持久性差，二甲基硅油会慢慢析出，从而失去消泡能力，对于不能含油的体系会污染体系。

乳液型消泡剂配方举例：(含活性物30％) ①先制成SiO2硅膏：（如2.1中所述）

25℃,500cp 二甲基硅油 45.0g 25℃,1000cp 二甲基硅油 45.0g 疏水型二氧化硅（安徽敬业JY100-09X） 10.0g 合计 100.0g

②制成乳液：将SiO2硅膏和复合乳化剂混合加热至60～70℃，搅拌1小时，在高速搅拌下缓慢加入50℃水，继续搅拌15分钟左右，加入增稠剂调至合适粘度，过滤得乳液。 SiO2硅膏 （同上） 30.0g S－80 6.0g T—80 2.0g 聚氧乙烯（20）烷基醇醚 2.0g 水 60.0g

增稠剂 0.5-1.0g 合计 100.0g

3.2自乳化型聚醚硅油消泡剂

自乳化型聚醚硅油消泡剂是一种以SiO2硅油膏、聚醚改性硅油为活性成分，再配以其它助剂而成的自乳化型新型高效复合有机硅消泡剂。 聚醚改性硅油具有很强的乳化能力，能乳化硅油和自乳化，使整个乳化体系非常稳定；由于兼具聚硅氧烷的低表面张力和聚醚的易分散性的特点，使消泡剂易于分 散铺展；高于浊点温度时具有消泡性，低于浊点温度则分散在起泡液中，使消泡持久。由于各组分的协调作用，提高了消泡剂的适用性，具有耐高温、耐酸碱、机械 稳定性、适用范围广、用量少、效力高、持久消泡的特点，广泛应用于印染、造纸、制药、涂料、石油、化工等领域，特别适应于一般硅油乳液难以胜任的苛刻起泡 液中，如聚酯纤维织物高温染色工艺中的消泡，二乙醇胺水溶液脱硫体系的消泡，各种油剂、切削液、不冻液等体系的消泡。

染色用自乳化聚醚消泡剂配方举例：(含活性物100%)

聚醚硅油：用低含氢硅油（0.18％）和单端烯丙基聚醚(EO:PO=4:6)在N2气保护下，80～100℃，Pt配合物催化下进行氢硅化反应，得淡黄色改性聚醚硅油。 聚醚改性硅油 650g SiO2硅膏 （同上） 150g 烯丙基聚醚（EO:PO=1:1） 150g (25℃,50~100cp)低粘度羟基硅油 50g 合计 1000g