用于低温消泡剂的改性聚醚多元醇及其制备方法与流程

本发明涉及用于低温消泡剂的改性聚醚多元醇及其制备方法，属于聚醚多元醇制备领域。

背景技术：

1、低温消泡剂是指在低温条件下能够有效抑制或消除液体表面产生的泡沫的化学物质。在化工生产、医药加工等领域中，由于低温操作常常会引起泡沫的产生，低温消泡剂的应用变得非常重要。

2、低温消泡剂的主要作用是改变液体的表面张力和通气性，从而阻止气泡的形成并维持生产的稳定性。不同类型的低温消泡剂有不同的作用机制，常见的类型包括有机化合物消泡剂、硅类消泡剂和聚合物类消泡剂。

3、目前，已有一些低温消泡剂在实际应用中得到推广。这些消泡剂通常基于有机化合物、硅类化合物和聚合物消泡剂等。有机化合物消泡剂是一种比较常见的消泡剂，常见的有机化合物消泡剂有聚乙烯醇、羟乙基纤维素等。聚乙烯醇消泡剂是一种常见的有机化合物消泡剂。它的分子主链是由乙烯醇单体重复聚合而成，因此聚乙烯醇具有良好的表面活性，可以有效地降低液体表面张力，从而达到消泡的目的。不过，聚乙烯醇对于低温消泡效果并不太明显，因此其在低温条件下使用并不是很普遍。

4、硅类化合物消泡剂的原理是通过硅类化合物提供的空气隔离障碍作用来阻止气泡的形成。常见的硅类化合物消泡剂有硅油、硅烷类等。硅油消泡剂是一种比较常见的硅类化合物消泡剂。它的主要成分是聚二甲基硅氧烷，是一种透明液体，具有优异的降黏、润滑和高温耐受性能。硅油消泡剂的消泡效果不错，并且可以在低温条件下使用。但硅类消泡剂需要加入一定量后才能发挥消泡效果，而加量过多会对生产过程产生不良影响，如影响产品的稳定性、质量等。

5、并且硅类消泡剂中含有有害物质，存在环境污染的风险。

6、聚合物类消泡剂是一种新兴的消泡剂，其原理是利用聚合物材料的结构形态来抑制气泡的形成和稳定。这些聚合物消泡剂通常具有高分子量和分子链的交联结构，能够在液体表面形成一层薄膜，阻碍气泡的运动和融合。

7、现有的消泡剂，大多不能适应低温下的起泡体系，因此消抑泡能力变得较差，或者需要大量加入影响生产体系，且经长期贮存后容易出现相分离，从而影响消泡剂的使用。

8、cn102242523b提供了一种低温抄纸体系用消泡剂，其成分包括：高碳醇、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、高碳醇聚醚酯、蜡状物、增稠剂和水。

9、cn115678337a提供一种耐低温型复合消泡剂及其制备方法和应用，其成分包括二甲基硅油、液体石蜡和疏水二氧化硅。

10、其中第一个发明提供的方案使用了高碳醇聚醚酯，但是其配方复杂，需要复配，并且消泡和抑泡的能力都相对较差，而第二个发明提供的方案在使用时需要较大比例的用量，会对生产体系造成影响，且原料会对环境造成较大的危害。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有低温消泡剂在低温环境下消泡能力差、性质不稳定，难以储存的问题，本发明提供的改性聚醚多元醇，采用两步法制得成品，原料部分采用植物油，降低成本环境友好，所制得的改性聚醚多元醇可以直接作为低温消泡剂使用，无需复配。

2、本发明提供用于低温消泡剂的改性聚醚多元醇及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：

3、s1、将脂肪醇、植物油、dmc催化剂、磷酸投入反应釜内，氮气正负压置换各五次，升温脱水。

4、s2、将环氧乙烷和环氧丙烷混合均匀后加入进料罐中，反应釜升温至140℃，开始缓慢通入环氧丙烷、环氧乙烷混合溶液进行反应，反应结束后降温至90℃以下，放料得到聚醚多元醇，并进行氮气保护。

5、s3、取s2制得的聚醚多元醇，加入柠檬酸和稳定剂，进行氮气置换，反应结束脱水后降温至70℃-90℃，放料得到成品改性聚醚多元醇。

6、更进一步，步骤s1所述脂肪醇为c12-c18醇的一种或几种；所述植物油为蓖麻油、大豆油或菜籽油中的一种，所述磷酸质量分数为85%。

7、更进一步，步骤s1所述脂肪醇、植物油和磷酸的质量份数为：

8、400-800份脂肪醇；

9、100-300份植物油；

10、0.06-0.15份磷酸。

11、更进一步，步骤s1所述dmc催化剂为脂肪醇、植物油、磷酸和dmc催化剂总量的20ppm。

12、更进一步，所述步骤s1升温温度为90℃-110℃，脱水时间为1.5h-2.5h。

13、更进一步，所述步骤s2环氧乙烷和环氧丙烷的质量份数为：500-1000份环氧乙烷；2000-3000份环氧丙烷。

14、更进一步，所述步骤s2反应温度为135℃-155℃，反应压力为0.05mpa-0.1mpa，熟化时间为1h-2h，脱单体时间为1.5h-3h。

15、更进一步，步骤s3所述聚醚多元醇、柠檬酸和稳定剂的质量份数为：

16、2000-3000份聚醚多元醇；

17、50-200份柠檬酸；

18、1-10份稳定剂。

19、更进一步，所述聚醚多元醇和柠檬酸的摩尔比为2.5-4:1。

20、更进一步，步骤s3所述反应温度为155℃-180℃，反应时间为5h-7h，脱水温度为110℃-130℃，脱水时间为1h-2h。

21、更进一步，所述稳定剂为磷酸三苯酯或磷酸三甲酯中的一种。

22、更进一步，所述用于低温消泡剂的改性聚醚多元醇根据上述的方法制备。

23、在常温下当聚醚多元醇消泡剂加入介质中时，其分子会在溶液中迅速分散和乳化，形成微小的颗粒。这些颗粒能够吸附在气泡表面，形成一层厚度约为10-15纳米的薄膜，这层薄膜将气泡与液体表面隔离开来，从而阻止气泡的扩大和形成。这些聚醚消泡剂一般选择对特定气体有良好的溶解度，能够快速地吸收大量的气体，从而实现消泡效果。同时，聚醚消泡剂的分子还可以通过化学键与气泡表面吸附，进一步稳定气泡膜。

24、由于聚醚消泡剂的消泡原理是通过在气泡表面形成一层薄膜来阻止气泡的形成和扩大，因此聚醚消泡剂适用于处理低粘度和常温介质，如切削液、润滑油、冷却液等。在这些介质中，气泡往往容易形成和扩大，使用聚醚消泡剂能够有效地消除气泡，提高介质的稳定性和性能。

25、低温情况下，长链的聚醚消泡剂或高分子量聚醚消泡剂往往具有较高的粘度。这是由于长链聚醚消泡剂分子的分子间相互作用力增强，分子更加紧密地排列在一起，导致粘度的增加。脂肪醇聚醚多元醇可以形成更强的吸附层，在液体表面更加稳定，能够更持久地保持其抑泡效果，有效地降低液体表面张力，但长链和大分子量会导致其在低温下粘度较大，发明人在实验中发现，在制备脂肪醇聚醚多元醇时加入植物油，制备出的聚醚多元醇，在低温下（0-10℃）消溢泡性能更加优异。制备的聚醚多元醇作为消泡剂，在低温下（0-10℃），消抑泡性能要优于单独的脂肪醇聚醚多元醇消泡剂或植物油聚醚多元醇消泡剂，更适用于低温环境。比起脂肪醇聚醚多元醇和植物油聚醚多元醇复配使用，减少了使用步骤，变得更加简单，避免因工人配比错误影响聚醚多元醇消抑泡性能。发明人发现，通过柠檬酸对聚醚多元醇进行改性处理后，使该聚醚多元醇无论是存放还是使用时，性质变得更加稳定。即使在低温的环境下，聚醚多元醇消泡剂在使用过程中也不会出现性质不稳定的问题。为了验证并非偶然现象，发明人经过大量的对比实验进行验证，不断精进工艺条件，最终得到本发明所述改性聚醚多元醇消泡剂。

26、本发明的有益效果为：

27、1、本发明提供的用于低温消泡剂的改性聚醚多元醇，兼具脂肪醇聚醚多元醇以及植物油聚醚多元醇的优异性能，较长碳链起始物制备的聚醚多元醇可以形成更强的吸附层，在液体表面更加稳定，能够更持久地保持其抑泡效果，有效地降低液体表面张力，使消泡剂能更好地与气泡表面相互作用，并阻止气泡的形成，这意味着消泡剂的抑泡效力能够长时间持续，不易被消散或分解，植物油聚醚多元醇又弥补了在低温下长链聚醚多元醇粘度过大分散性差的问题，使其在低温环境中也有较好的消泡性能。

28、2、本发明提供的用于低温消泡剂的改性聚醚多元醇，通过使用柠檬酸对其改性，在低温环境下也能保持性质稳定，不会出现分层析出或者结晶的情况，具有性质更加稳定，使用存储更加便利，且消泡性能更加优良的优点。

29、本发明提供的用于低温消泡剂的改性聚醚多元醇不需要额外的物质和步骤进行复配，制备后即为成品消泡剂可以直接投入使用，降低了消泡剂制备流程的复杂性，降低了成本，同时没有额外物质被引入生产体系，不会对生产体系产生其他影响。