[发明专利]聚合消泡添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及包含丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟烷基酯和/或丙烯酸的聚合物在纸浆和造纸厂(paper mill)操作中进行消泡的应用，特别是在涉及造纸厂黑液中的应用，以及在石油工业、水处理、颜料和涂料、食品和饮料加工、采矿业、纺织业和农业等中的应用。

发明背景

消泡剂是纸浆和造纸厂工业中用于在各种工序中控制泡沫的组合物。除了纸浆和造纸业之外，消泡剂还可用于石油工业、水处理、颜料和涂料、食品和饮料加工、采矿业、纺织业和农业等。

泡沫控制是常见的工业问题。因此，开发了消泡剂以解决此问题。常见的消泡剂组合物通常由载液(carrier fluid)、消泡剂和其他添加剂组成。通常使用包含亚烃基二酰胺和/或疏水硅石(硅酮涂覆的硅石)以及硅酮乳液和浓缩物的各种基于石油油料(petroleum oil-based)的组合物来有效地处理泡沫问题。此外，具有成本效益的载液通常是石油油料(矿物油)。水也通常是消泡制剂的一部分。产品文献和专利中记载了各种消泡组合物。参见，例如美国专利No.5,082,590；No.5,096,617和No.5,071,591。

基于油的酰胺消泡剂至少包含两种组分：高熔点的蜡和分散有所述蜡的油载体(通常源自石油)。常用的蜡类型是二酰胺。常见的二酰胺是亚乙基双硬脂酰胺(EBS)，但其他二酰胺或二酰胺的混合物也可见于消泡剂混合物中。如果没有正确配制和使用，EBS是具有沉积(deposition)潜在性的非常疏水的分子。在纸浆和造纸厂中，存在曾经在不要的沉积物中发现EBS的实例。沉积可导致消泡剂的不连续引入，而这被认为是会促成沉积的发生。

二酰胺的典型重量分数是组合物的约2～10％之间，而石油油料的重量分数常大于80％。组合物中的载体油随消泡剂的不同而变化，但通常由具有烷烃或环烷烃的低粘度矿物油组成。除二酰胺和石油油料外，混合物还可包含其他试剂，例如疏水型硅石和硅酮油、各种乳化剂和稳定剂，但这些成分通常构成制剂的小于约10％。

尽管基于二酰胺的组合物是有效的消泡剂，但曾怀疑其导致造纸厂中各部位的沉积问题(Dorris et al.“Analysis of Amide Defoamers in Kraft Mill Pitch Deposits，”J.Pulp & Paper Science，11：5，J149-J154，September 1985)。一些证据表明在这种类型的消泡剂中的石油油料会导致硫酸盐纸浆漂白厂(Kraft bleach plants)中的不良副产品(Allen.et al.manuscript distributed at the 8th International Symposium on Chlorinated Dioxins and Related Compounds，Urnes，Sweden，Aug.21-26，1988)。此外，因为不能在水中完全分散并由此具有在所生产的纸张中形成沉积物和/或油点的可能性，所以这类型的消泡剂在造纸机器中表现的性能功效有限。

现已从多种不同的化学品中制备出基于石油油料的可选消泡剂。例如，美国专利No.3,751,373和No.3,935,121公开了基于脂肪酸或醇、脂肪酸的聚乙二醇单酯或二酯、石油磺酸和有机液体的组合的消泡剂。

基于水的商业消泡剂的实例是脂肪醇的含水乳液。尽管含水消泡剂不包含石油油料相，但其却包含时常与工序中的不良作用相关的高熔点蜡。这些消泡剂通常不如包含EBS及其同系物的那些消泡剂有效，但不会导致造纸机上与包含油、EBS或硅酮的制剂相关的斑点问题。

硅酮常被认为是导致各工序步骤中沉积问题的原因。如果没有恰当地配制和应用，这些材料会导致与含油消泡剂类似或相同的问题。因此，很多纸浆和造纸厂避免使用含硅酮的产品，宁可选用不含硅酮的制剂。

因此，需要不含油、EBS或游离硅酮并且性能与现有消泡剂一样或更好的具有成本效益且环境友好的消泡制剂。

发明内容

本发明涉及用于各种工业应用的，不含油、EBS或游离硅酮的具有成本效益且环境友好的消泡制剂。本发明的消泡制剂包含聚合物(其含有在合适的稀释剂中的丙烯酸或甲基丙烯酸，或其组合)、有机载体、添加剂和/或表面活性剂的混合物。

发明详述