一种矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅及其制备方法与流程

本发明涉及纳米二氧化硅改性，特别涉及一种矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅及其制备方法。

背景技术：

1、工业生产过程中，由于搅拌等各种原因出现气液两相混合而产生大量泡沫。泡沫是通常呈蜂窝状结构，其中含有气体的单元被液体膜包围着。大部分泡沫都是有害泡沫，会减少设备的有效负载量，增加生产能耗，因此需要加入消泡剂对泡沫进行处理。消泡的机理是消泡剂进入泡沫界面，在两相邻泡沫膜之间形成桥联，使泡膜面扩大，随着消泡剂进一步扩大，泡膜变薄最终破裂，使得泡沫破裂达到消泡效果。

2、矿物油消泡剂广泛应用于油墨、胶粘剂、涂料等领域，如申请号为201410739657.x的中国发明专利所公开的一种矿物油消泡剂，主要由矿物油、脂肪酸金属皂、烷基硅油、疏水纳米二氧化硅、消泡助剂和乳化剂组成。其中疏水纳米二氧化硅可极大增加消泡剂液滴渗透入泡沫薄层的深度和速率，直接影响消泡和抑泡性能。矿物油消泡剂的基本制备工艺是将矿物油和疏水纳米二氧化硅在一定条件下混合，以便于疏水纳米二氧化硅粒子在矿物油中的分散，然后加入乳化剂，以达到消泡剂在水中能自乳化分散的目的。矿物油是消泡剂的主要成分，其溶解性和分散性小，需要借助疏水纳米二氧化硅和其他分散助剂提高其分散效果。疏水纳米二氧化硅粒径小，比表面积大，表面能高，能够形成一种巨大的吸附气泡的作用力，与矿物油一起攻击气泡，使气泡破裂从而达到消泡效果。因此疏水纳米二氧化硅在消泡剂中相当于“针尖”的作用，量少但是作用巨大，具有复合高效、协同的消泡效果。疏水纳米二氧化硅在矿物油消泡剂中起着重要的分散和吸附作用，影响矿物油消泡剂的消泡和抑泡性能。但普通疏水纳米二氧化硅粒子在矿物油中难分散且抗沉降性能差，储存过程中易形成硬沉降得问题，严重影响矿物油消泡剂的消泡和抑泡性能。

3、因此，如何选择改性剂和改性工艺对纳米二氧化硅进行表面疏水处理，提高疏水纳米二氧化硅在矿物油中的分散性，解决储存过程中出现硬沉降问题，开发在矿物油消泡剂中高分散、抗沉降的高效疏水纳米二氧化硅成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种高分散、抗沉降的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅及其制备方法，

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：将亲水纳米二氧化硅在氮气条件下加热活化；然后加入雾化的表面改性剂，密封混合进行反应；再依次经过第一次泄压、抽真空和第二次泄压，得到矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅；所述表面改性剂包括高活性表面改性剂和低活性表面改性剂。

3、本发明采用的另一技术方案为：采用上述矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法制备得到的疏水纳米二氧化硅。

4、本发明的有益效果在于：本发明的制备方法采用表面活性高的表面改性剂与表面活性低的表面改性剂复配，并与加热活化后的亲水纳米二氧化硅反应，同时实现亲水纳米二氧化硅表面硅羟基缩合和包裹反应，获得高分散、抗沉降的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅。

技术特征：

1.一种矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将亲水纳米二氧化硅在氮气条件下加热活化；然后加入雾化的表面改性剂，密封混合进行反应；再依次经过第一次泄压、抽真空和第二次泄压，得到矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅；所述表面改性剂包括高活性表面改性剂和低活性表面改性剂。

2.根据权利要求1所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述亲水纳米二氧化硅的比表面积为130～150m2/g。

3.根据权利要求1所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述亲水纳米二氧化硅的吸油值为2.40～2.60cm3/g。

4.根据权利要求1所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述加热活化的温度为100～130℃，时间为30～70min。

5.根据权利要求1所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述高活性表面改性剂包括硅氧烷和/或硅烷偶联剂，所述低活性表面改性剂包括羟基封端聚二甲基硅油和/或聚二甲基硅油。

6.根据权利要求5所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述高活性表面改性剂和低活性表面改性剂的质量比为0.1～1:1。

7.根据权利要求5所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述表面改性剂与亲水纳米二氧化硅的质量比为0.05～0.2:1。

8.根据权利要求1所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述密封混合进行反应具体为：在100～130℃下密封混合30～40min，然后将温度提升至200～400℃进行反应2～5h，反应过程中压力控制在0.1～0.6mpa。

9.根据权利要求1所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述抽真空具体为：在负压为-0.03～-0.08mpa下抽真空30～60min。

10.采用权利要求1-9任一所述的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅的制备方法制备得到的疏水纳米二氧化硅。

技术总结
本发明涉及纳米二氧化硅改性技术领域，特别涉及一种矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：将亲水纳米二氧化硅在氮气条件下加热活化；然后加入雾化的表面改性剂溶液，密封混合进行反应；再依次经过第一次泄压、抽真空和第二次泄压，得到矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅；所述表面改性剂溶液包括高活性表面改性剂和低活性表面改性剂。该制备方法采用表面活性高的表面改性剂与表面活性低的表面改性剂复配，并与加热活化后的亲水纳米二氧化硅反应，同时实现亲水纳米二氧化硅表面硅羟基缩合和包裹反应，获得高分散、抗沉降的矿物油消泡剂用疏水纳米二氧化硅。

技术研发人员：杨军,王承辉,谭玉泉,王芳可,胡斐
受保护的技术使用者：福建远翔新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14