在工业清洗中,需要用到工业清洗剂来去除污垢,降低油水间表面张力。清洗剂中含有大量的表面活性剂,在搅动过程中,表面活性剂会吸附在气泡的周围稳定气泡,从而产生大量泡沫。这种情形在啤酒瓶清洗,各类换热设备、锅炉、换热管道的清洗,钢板清洗,机械清洗,水泥,淀粉糊化等工业过程中都比较突出。泡沫的存在会降低生产能力,造成原料和产品的浪费,延长反应周期,影响产品品质,污染环境等。因此,泡沫的消除变得非常重要,工业过程中一般通过添加消泡剂来消泡。
按照活性组份的不同,消泡剂主要分为有机硅消泡剂和非有机硅消泡剂。用于滚筒洗衣机的重垢型洗衣粉和重垢型洗衣液中的多为有机硅消泡剂,硅氧烷消泡剂被认为在这一应用中是很有效的,因为它们可添加很少的数量且不受水的硬度的影响,而传统的消泡剂组合物,例如皂类,则对水的硬度有一定的要求。市场畅销的有机硅消泡剂主要是液体类型的,由于含有大量水分而不能加入到固体类产品中,存在与被消泡的产品相容性差、使用范围不广等问题。在清洗行业中,固体消泡剂有独特的优势。
关于固体消泡剂的研制有很多介绍:EP0496510A1、EP1070526A2介绍了熔点为30~100摄氏度的脂肪酸、脂肪醇、烷基磷酸及烃类非极性添加剂为助消泡成分,这些成分虽然能形成间断涂层的蜡状物质将活性物包住,但无法彻底解决消泡活性物分布不均的问题;EP1075863、WO2005058454通过疏水有机液体的引入来增强消泡性能;WO2005058455同时引入熔点为35~100摄氏度的非极性添加剂和非硅有机液体两种物质来增强消抑泡性能,EP1118655A1介绍了加入油醇来改进硅酮控泡组份的抑泡性能;EP1075864A2、WO2008043512重点介绍了有机硅活性物部分,且没有对载体部分如碳酸钠、硫酸钠、三聚磷酸钠、硼酸钠进行出粒径大小的限制。因为粒径太小,不能足量吸附活性物,无法达到预期的消泡效果,且如何使活性物更易分散及更均匀的附聚到载体上涉及较少;EP0636685A2、EP0718018A2、EP0995473A1、EP329842、USP5861368、USP6165968、WO9716519A1、US6610752都是以沸石为载体的消泡剂,从沸石自身的组成结构上看,其是一个多孔的“笼式”结构,消泡活性物质很容易被“陷”其中,不能发挥其作用。大量的文献表明以沸石为载体的消泡剂的活性会随着存放时间的延长而衰减,解决的措施很多:如通过保护膜的方法将活性物包住、引入硅聚醚先吸附到载体上以堵住沸石的多孔结构、加入能形成间断涂层的蜡状物质的材料,但这些方法都不能彻底解决消泡剂的衰减问题。CN1177630A介绍了以一种含有与水接触式能产生碱性pH值的固体载体颗粒消泡剂,但是这种消泡剂放置易吸潮;EP142910公开了水溶性的或水可分散的有机载体的使用,有机载体含有熔点为38~90摄氏度的第一有机载体组分,以及选自亲水亲油平衡为9.5~13.5摄氏度和熔点为5~36摄氏度的乙氧基化的非离子表面活性剂的第二载体组分;US4894177介绍了一种改性纤维素为载体的颗粒消泡剂;US2003211961介绍了以一种或多种丙烯酸树脂的聚合物、共聚物或它们的混合体为载体的消泡剂。上述这些消泡剂,消泡剂的性能需进一步提高。
上述专利中的固体消泡剂,多为利用载体的选择或者是利用硅脂和其它助剂的组合来达到消泡和抑泡的平衡,而没经过预先乳化分散的硅脂很难在载体中均匀分布,所以在洗涤初期和洗涤后期的泡沫控制效果都不太理想,也很难保证产品的消泡稳定性。如何兼顾到洗涤初期和洗涤后期中的泡沫控制和产品的消泡稳定性是很多专家和学者关心的问题。
《一种颗粒消泡剂的制备方法》人采用有机硅乳液来代替硅脂,并将有机硅乳液分步附聚到载体上,形成两个硅脂“层面”吸附,减少了一次性附聚混合所产生的硅脂浓度梯度太大、硅脂分布不均匀的问题,使得消泡剂颗粒外部和内部都有足够的消泡组分,能起到缓慢释放的作用,从而提高产品的消泡、抑泡和稳定性能。制备的固体颗粒消泡剂在啤酒瓶清洗,各类换热设备、锅炉、换热管道的清洗,钢板清洗,机械清洗,水泥,淀粉糊化,洗衣粉行业的清洗过程中都有较好的消抑泡效果。