一种消泡剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及消泡剂，尤其涉及一种消泡剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着光伏产业快速发展，光伏玻璃对透光率、均匀性及表面质量的要求不断提高。在光伏玻璃熔制过程中，玻璃配合料在高温条件下会释放大量气体，容易在玻璃液表面形成泡沫层。随着熔窑产能提升及熔化速度加快，玻璃液表面的泡沫覆盖面积逐渐增大，不仅影响热量向玻璃液内部传递，还会削弱玻璃液内部温度对流，导致玻璃原料熔化不充分、玻璃液澄清困难以及熔窑热效率下降等问题。同时，泡沫层会将部分热量反射至窑炉顶部区域，使胸墙及碹顶温度升高，增加窑炉能耗，并加速耐火材料损耗，缩短窑炉使用寿命。

2、此外，玻璃液中的微小气泡若无法及时排除，容易在成型后残留于光伏玻璃内部或表面，影响玻璃透光率及外观质量，降低光伏组件光电转换效率，并增加产品不良率。因此，在光伏玻璃生产过程中，采用高效稳定的消泡剂及时消除泡沫及微小气泡，对于提高玻璃质量、降低生产能耗以及提升熔窑运行稳定性具有重要意义。

3、目前光伏玻璃行业通常采用火焰调节、高温澄清及外加消泡剂等方式降低泡沫层影响。其中，传统消泡剂多采用金属盐或其他无机化合物作为主要成分，在高温条件下虽然能够实现一定消泡作用，但部分组分容易向玻璃体系中引入杂质离子，从而影响玻璃化学稳定性及透光性能。同时，传统消泡剂在高温熔窑内形成的颗粒尺寸较大，难以有效作用于玻璃液表面的微小气泡，仅能对较大泡沫产生破坏作用，因此消泡效率有限。

4、另外，现有消泡剂制备过程中通常仅关注原料组成，对生成颗粒的粒径缺少有效控制，导致最终形成的氧化物颗粒分布不均匀，容易出现颗粒团聚现象。较大的颗粒难以均匀分散于玻璃液表面，对微小气泡缺少持续作用能力，从而降低消泡效果。因此，如何制备一种粒径小、分散性高、不会引入杂质且能够在高温条件下稳定生成纳米颗粒的光伏玻璃消泡剂，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种消泡剂及其制备方法和应用，解决现有技术中生产玻璃用的消泡剂粒径难以精准控制、消泡效率低，且易引入杂质影响玻璃品质的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种消泡剂的制备方法，包括以下步骤：

3、将有机钛化合物和有机胺络合剂混合进行络合反应，随后加入有机硅化合物，搅拌形成前驱体体系；

4、往所述前驱体体系依次加入催化剂、中和剂和分散剂，搅拌混合，之后滴加复合溶剂发生水解与缩合反应得到消泡剂，所述复合溶剂包括水和无水乙醇。

5、在本发明的一些实施例中，所述有机钛化合物包括钛醇盐类化合物、钛配位有机化合物中的一种或多种；

6、所述有机硅化合物包括硅酸酯类化合物、有机硅烷类化合物中的一种或多种。

7、在本发明的一些实施例中，所述有机钛化合物包括钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四辛酯中的至少一种；

8、所述有机硅化合物包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸丁酯中的至少一种。

9、在本发明的一些实施例中，所述有机胺络合剂包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙酰丙酮中的至少一种。

10、在本发明的一些实施例中，所述催化剂包括氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾、乙酰丙酮中的至少一种；

11、和/或，所述中和剂包括盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、草酸、柠檬酸、乙酸中的至少一种；

12、和/或，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚羧酸盐、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂中的至少一种。

13、在本发明的一些实施例中，按照重量份计算，所述有机钛化合物为5~25份，所述有机胺络合剂为5~25份，所述有机硅化合物为5~10份，所述催化剂为1~5份，所述中和剂为2~5份，所述分散剂为1份~3份，所述复合溶剂中的水为20~65份，所述复合溶剂中的无水乙醇为5~15份。

14、在本发明的一些实施例中，步骤s10的络合反应的温度为15℃~45℃，络合反应的时间为30min~240min。

15、在本发明的一些实施例中，所述消泡剂满足以下至少一项：

16、所述消泡剂的密度为1.01g/ml~1.13g/ml；

17、所述消泡剂的ph为9.01~9.35；

18、所述消泡剂的粘度为1.92mpa·s~2.5mpa·s；

19、所述消泡剂中的纳米颗粒的平均粒径在100nm以下。

20、本发明还提供一种消泡剂，所述消泡剂通过如上所述的消泡剂的制备方法制备得到。

21、本发明还提供一种如上所述的消泡剂在制备光伏玻璃中的应用。

22、本发明所能实现的有益效果：

23、本发明使有机钛化合物在有机络合剂的作用下形成稳定的配位结构，能够有效抑制钛源的快速水解，与此同时，还和有机硅化合物协同构建了稳定的前驱体体系，使钛源与硅源在共同的体系中发生缓慢水解产生硅醇与钛羟基。一方面，硅醇与钛羟基均含高活性的羟基官能团，存在于同一体系中容易发生脱水缩合反应形成ti-o-si，ti-o-si的存在可提高消泡剂体系的稳定性，防止纳米颗粒团聚变大。另一方面，钛羟基还会脱水形成tio2：ti(oh)4→tio2+ 2h2o，而硅醇能发生缩合反应生成si-o-si网络：si-oh+ho-si→si-o-si+h2o，si-o-si网络能够对tio2形成空间位阻隔离，防止tio2颗粒相互碰撞、长大或团聚。与传统直接水解有机钛化合物制备消泡剂的方式相比，本发明显著减少了消泡剂的颗粒团聚现象，提高了消泡剂中纳米颗粒的分散均匀性，实现了对消泡剂粒径的有效调控，如此既能提高消泡剂的储存稳定性，还能提高消泡剂在使用过程中有效活性成分均匀分散，改善消泡效果。

24、本发明的消泡剂在光伏玻璃熔炉的高温条件下能够原位形成纳米二氧化钛颗粒和纳米二氧化硅颗粒，在玻璃液表面的气泡形成初期就对其进行消除，防止泡沫层产生，而二氧化硅与二氧化钛为玻璃常见的成分，不会引入杂质。

25、本发明制备得到的消泡剂具有粒径可控、稳定性好、消泡效率高、制备工艺简单等优点，可提升光伏玻璃的透光率和成品率，降低生产能耗。

1.一种消泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的消泡剂的制备方法，其特征在于，所述有机钛化合物包括钛醇盐类化合物、钛配位有机化合物中的一种或多种；

3.根据权利要求2所述的消泡剂的制备方法，其特征在于，所述有机钛化合物包括钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四辛酯中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的消泡剂的制备方法，其特征在于，所述有机胺络合剂包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙酰丙酮中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的消泡剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾、乙酰丙酮中的至少一种；

6.根据权利要求1所述的消泡剂的制备方法，其特征在于，按照重量份计算，所述有机钛化合物为5~25份，所述有机胺络合剂为5~25份，所述有机硅化合物为5~10份，所述催化剂为1~5份，所述中和剂为2~5份，所述分散剂为1~3份，所述复合溶剂中的水为20~65份，所述复合溶剂中的无水乙醇为5~15份。

7.根据权利要求1所述的消泡剂的制备方法，其特征在于，步骤s10的络合反应的温度为15℃~45℃，络合反应的时间为30min~240min。

8.根据权利要求1所述的消泡剂的制备方法，其特征在于，所述消泡剂满足以下至少一项：

9.一种消泡剂，其特征在于，所述消泡剂通过权利要求1至8中任一所述的消泡剂的制备方法制备得到。

10.一种权利要求9所述的消泡剂在制备光伏玻璃中的应用。