一种可生物降解改性聚醚消泡剂的制备方法及其应用与流程

本发明属于化工合成，具体涉及一种可生物降解改性聚醚消泡剂的制备方法及其应用。

背景技术：

1、化工合成、石油开采、微生物发酵、污水处理、纺织印染、涂料制备、化肥生产、造纸等工业生产过程中，普遍存在泡沫大量生成的问题。过量的泡沫会降低生产能力、给操作带来困难、影响产品质量、污染环境等。与此同时，消泡剂在日常生活领域中的应用同样广泛，其使用后会随着生活废水或工业废水排放，最终进入水体和土壤等自然环境介质中，对生态系统构成潜在影响。由于消泡剂常为难降解的有机高分子类、聚醚类或有机硅类物质，生物降解较慢，排入水体后会在水面形成连续油膜，从而降低水体的含氧量，水体会产生臭味，产生硫化氢、氨氮等有害物质，彻底失去自净能力；消泡剂还可堵塞水生动物的鳃丝，导致呼吸窒息死亡；同时渗透水生动物体表，损伤黏膜、抑制代谢；消泡剂会通过食物链传递，由浮游生物、鱼、水鸟体内逐级富集，长期累积造成畸形、繁殖能力下降、种群衰退，严重时局部水生生物大量死亡。现有技术中缺乏高效且易于生物降解的消泡剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可生物降解改性聚醚消泡剂的制备方法，所得消泡剂的消泡抑泡性能佳、制备方法简单、可生物降解、使用范围广泛。

2、本发明的目的采用如下技术方案实现：

3、一种可生物降解改性聚醚消泡剂的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）环氧乙烷聚合物头子的合成：将二元醇起始剂和碱性催化剂加入反应釜内，氮气置换 ，通入环氧乙烷进行反应，通完后进入熟化阶段，熟化结束后，降温，精制，得到环氧乙烷聚合物头子；

5、（2）反式嵌段聚醚多元醇的合成：将步骤（1）所得环氧乙烷聚合物头子、双金属催化剂加入反应釜中，氮气置换后升温至110～120℃并保温，抽真空；充入氮气，通入环氧丙烷进行聚合反应，得到聚氧乙烯聚氧丙烯醚；

6、（3）酯化反应：步骤（2）制得的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，在催化剂的作用下与脂肪酸进行半酯化反应，制得可生物降解改性聚醚消泡剂。

7、在本发明中，步骤（1）中所述的二元醇起始剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、双酚a中的一种或两种的混合物，优选为乙二醇和丙二醇的混合物。

8、在本发明中，步骤（1）中所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铯、氢氧化镁、氢氧化钡、甲醇钠、甲醇钾中的一种或几种的混合物，碱性催化剂优选为氢氧化钾或甲醇钾；碱性催化剂的用量为步骤（1）中二元醇起始剂和环氧乙烷总质量的0.3‰～5‰，优选为0.5‰～2‰。

9、优选的技术方案中，步骤（1）中反应温度为100～115°c，优选反应温度为105～110°c；eo加成数为2～20个,优选为3～14个。

10、优选的技术方案中，步骤（2）双金属催化剂用量为环氧乙烷聚合物头子和环氧丙烷总质量的30-100ppm。

11、优选的技术方案中，步骤（2）中抽真空至-0.1～-0.01mpa并保持60～120min；步骤（2）中反应的压力为0.1～0.2mpa，反应温度为140～170℃。

12、优选的技术方案中，步骤（2）所得聚氧乙烯聚氧丙烯醚的数均分子量为1300～4200；其中聚氧乙烯占聚氧乙烯聚氧丙烯醚总质量的百分比为10%～20%。

13、在本发明中，步骤（3）中脂肪酸为硬脂酸、油酸、月桂酸、蓖麻油酸、亚油酸、棕榈酸、棕榈油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸或松脂酸中的一种或两种以上。

14、在本发明中，步骤（3）聚氧乙烯聚氧丙烯醚与脂肪酸的摩尔比为1：（0.99-1.01）；步骤（3）中反应还加入了抗氧剂；所述抗氧化剂为1135，pu-48d，irganox 5057，dpdp中的一种或者一种以上，优选为1135；所述催化剂为对甲苯磺酸、硫酸、磷酸、草酸、柠檬酸、三氯乙酸中的一种或两种催化剂，优选为对甲苯磺酸和硫酸的混合物，其中对甲苯磺酸与硫酸的重量比为5:1，催化剂用量为聚氧乙烯聚氧丙烯醚和脂肪酸总质量的0.2-0.8%。

15、与现有技术相比：本发明具有优异的效果，具体如下：

16、（1）采用本发明方法合成反式嵌段聚醚，反应过程中催化剂的催化活性高、反应速率快、产物选择性好，能够有效地控制聚合反应的进程，进而实现产品的工业化稳定性，提高产品的质量和产率。

17、（2）采用本发明方法制备的聚醚兼具聚醚和聚酯两种消泡剂的固有特性，产品具有较好的消泡、分散和润湿性，消泡、抑泡性能优异，易于生物降解，产品稳定性好、颜色浅、用量少，应用范围广；

18、（3）采用本发明方法制备的可生物降解改性聚醚消泡剂不需要额外添加其他物质进行复配，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。

19、（4）本发明制备方法简单，原料来源广、成本低、稳定性好，可操作性强。

1.一种可生物降解改性聚醚消泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤（1）中所述的二元醇起始剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、双酚a中的一种或两种的混合物，优选为乙二醇和丙二醇的混合物。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤（1）中所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铯、氢氧化镁、氢氧化钡、甲醇钠、甲醇钾中的一种或几种的混合物，碱性催化剂优选为氢氧化钾或甲醇钾；碱性催化剂的用量为步骤（1）中二元醇起始剂和环氧乙烷总质量的0.3‰～5‰，优选为0.5‰～2‰。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于步骤（1）中反应温度为100～115°c，优选反应温度为105～110°c；eo加成数为2～20个,优选为3～14个。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于步骤（2）双金属催化剂用量为环氧乙烷聚合物头子和环氧丙烷总质量的30-100ppm。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于步骤（2）中抽真空至-0.1～-0.01mpa并保持60～120min；步骤（2）中反应的压力为0.1～0.2mpa，反应温度为140～170℃。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于步骤（2）所得聚氧乙烯聚氧丙烯醚的数均分子量为1300～4200；其中聚氧乙烯占聚氧乙烯聚氧丙烯醚总质量的百分比为10%～20%。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于步骤（3）中脂肪酸为硬脂酸、油酸、月桂酸、蓖麻油酸、亚油酸、棕榈酸、棕榈油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸或松脂酸中的一种或两种以上。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于步骤（3）聚氧乙烯聚氧丙烯醚与脂肪酸的摩尔比为1：（0.99-1.01）；步骤（3）中反应还加入了抗氧剂；所述抗氧化剂为1135，pu-48d，irganox 5057，dpdp中的一种或者一种以上，优选为1135；所述催化剂为对甲苯磺酸、硫酸、磷酸、草酸、柠檬酸、三氯乙酸中的一种或两种催化剂，优选为对甲苯磺酸和硫酸的混合物，其中对甲苯磺酸与硫酸的重量比为5:1，催化剂用量为聚氧乙烯聚氧丙烯醚和脂肪酸总质量的0.2-0.8%。