CN1430691A - 泡沫控制组合物及在含水体系中控制泡沫的方法 - Google Patents

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    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/12—Prevention of foaming

Abstract

本发明涉及通过将伯醇、脂肪醇烷氧基化物和乳化剂加入到含水体系(如在稳定的含水组合物中)，从而在含水体系(包括废水体系)和在含水工业工艺体系中控制泡沫，即消泡或抑制其形成的方法及组合物。

Description

泡沫控制组合物及在含水体系中控制泡沫的方法
本发明背景
本发明涉及泡沫控制组合物、其制备及其在含水介质中的用途。具体而言，本发明涉及一种特别可用于控制在低温至中等温度的纸浆和造纸厂生产用水及废水流中遇到的泡沫问题的消泡剂组合物。
许多废水处理体系和工业过程都遭遇由于泡沫所引起的问题，当废水或生产用水流经所述体系或工艺时形成了这些泡沫。泡沫可以发生在任何含有能使水流的表面张力降低的污染物或添加剂的含水流中。这些材料通常是有机化合物。它们可以源自天然的化合物(如木素、腐殖酸、单宁)、废化合物、水处理化合物、工艺处理化合物、洗涤剂、清洁剂、工业工艺的产品或副产品、微生物副产品等。所述体系也可以含有其它在出现泡沫后用于稳定泡沫的物质。这些物质包括聚合物、表面活性剂、悬浮的有机和无机固体、胶体物质、蛋白质和微生物有机体。
当对废水或生产用水流进行能增加所述体系气体/液体界面总面积的单元操作时通常会产生泡沫问题。当液体分散成液滴或将气体引入到液体时就会发生这种总面积的增加。产生这些效果的过程有：机械过程(如搅拌、混合、湍流、泵唧、曝气、气化、减压、升温)、生化过程(如发酵、厌氧消化)和化学过程(如氧化、再碳酸化作用、气化、蒸馏、溶剂汽提和反应所产生的气体)。
废水和生产用水中的泡沫有几方面的原因带来问题，并且对体系工艺是不利的(如泵唧、混合、蒸馏、化学反应、传热、蒸发、沉淀等)。泡沫可以干扰体系传感器和控制器(如控平器、pH传感器、温度传感器)，并且对产品的质量及生产量造成不利影响(如纸中的孔，以及涂料粘合性变差)。泡沫可以是一种安全或健康公害(如气载细菌和造成储罐溢流)，或者也可以带来美学上的问题(如以泡沫状排放至进料流)。
由于到处存在木素及其它导致形成泡沫物质的原因，纸浆和造纸工业经历了一些最为棘手的泡沫问题。泡沫通常出现在纸浆洗涤、纸浆筛选、纸浆漂白和废水处理等过程。除了在工艺流和废水流的表面出现泡沫外，在所述表面的下方也会以富集气泡的形式出现泡沫，在含有纤维和其它微粒的含水流中情况尤其如此。当气泡由于被吸附到物流中的微粒物质或气泡的移动由于存在的微粒而受阻而无法通过正常的浮力上升至物流表面时它们将开始富集。富集的气泡由于对洗液流经纤维织物有抑制作用，反过来造成生产效率的下降而成为一个问题。我们也知道富集的气泡将影响纸张的形成并降低其拉伸强度。
发明概述
本发明涉及用于控制泡沫，即在含水环境中、特别是在废水体系和含水工业工艺体系中消泡或抑制泡沫形成的消泡剂组合物。
本发明也涉及通过将有效量的各种消泡组分投加到含水环境中，特别是投加到废水体系和含水工业工艺体系中，如通过投加本发明的消泡剂组合物来控制泡沫，即消泡或抑制其在含水环境中形成的方法。
本发明的一个方面涉及一种使含水体系消泡和抑制泡沫在含水体系中形成这两方面中至少一种的方法，所述方法包括将有效量的25℃下为固体的伯醇组分、脂肪醇烷氧基化物组分和乳化剂组分投加到含水体系中，从而实现使所述含水体系消泡和抑制泡沫在所述含水体系中形成的至少一种的目的。
本发明的另一个方面涉及一种稳定的包含25℃下为固体的伯醇组分、脂肪醇烷氧基化物组分、乳化剂组分和水的消泡剂组合物。
所述伯醇组分可以包含至少一种直链伯醇，而所述至少一种直链伯醇可以包含各种直链伯醇的混合物。直链伯醇的混合物可以包含C14-C32直链伯醇、更优选为C18-C32直链伯醇、甚至更优选为C18-C30直链伯醇。优选至少约35％的直链伯醇包含C20-C26直链伯醇、更优选至少约70％的直链伯醇包含C20-C26直链伯醇、甚至更优选至少约80％的直链伯醇包含C20-C26直链伯醇。
所述伯醇组分的熔点可以为至少约40℃。
所述伯醇可以包括脂肪醇和合成高级脂族醇中的至少一种，其中所述脂肪醇包括以下至少一种：棕榈醇、鲸蜡醇、十八烷醇、花生醇、山嵛醇、二十四醇、蜡醇、褐煤醇、蜂花醇、紫胶蜡醇和geddyl醇，所述合成高级脂族醇包括以下至少一种：1-十六醇、1-十八醇、1-二十醇、1-二十二醇、1-二十四醇、1-二十六醇、1-二十八醇、1-三十醇、1-三十二醇和1-三十四醇。
所述脂肪醇烷氧基化物组分可以包括C12-C18脂肪醇烷氧基化物，优选为含有乙烯化氧基团和氧化丙烯基团的C12-C18脂肪醇烷氧基化物。
所述脂肪醇烷氧基化物组分的浊点可以为至少16℃，其中一种浊点范围为约20-38℃，另一种浊点范围为约22-25℃。
所述脂肪醇烷氧基化物组分的分子量可以为至少约630，更优选为约630-3,000，甚至更优选为约1,200-3,000。
所述乳化剂组分可以包含至少一种非离子表面活性剂，并且可以另外包含至少一种阴离子表面活性剂。
可以加入至少一种支链醇。此外，还可以加入至少一种稳定剂和增稠剂。
可以通过将含水消泡组合物加入到所述含水体系的方式加入所述伯醇组分、脂肪醇烷氧基化物组分和乳化剂组分。含水消泡组合物可以包含约10-35％重量的伯醇、约2-12％重量的脂肪醇烷氧基化物以及约0.2-约5％重量的乳化剂组分。
乳化剂组分可以包含最高可达约1.0％重量的至少一种阴离子表面活性剂，和约0.2-5.0％重量的至少一种非离子表面活性剂。所述至少一种非离子表面活性剂可以包含至少一种脂肪醇乙氧基化物。此外，乳化剂组分可以包含至少一种水溶性脂肪醇乙氧基化物和至少一种水不溶性脂肪醇乙氧基化物。
所述含水体系可以是例如造纸体系。
通过审阅本公开可以清楚本发明的其它示范性的实施方案及优点。本发明详述
此处所示的各种详细资料作为例子，并且仅用于说明讨论本发明的实施方案，其目的是提供我们相信是最有用且容易理解的对本发明原理及概念的描述。就此方面而言，对本发明的描述以能基本满足理解本发明的要求为原则，并且所做的本发明如何以数种方式应用于实践中的说明对本领域的技术人员来说是显而易见的。
除非另有说明，否则所有的百分数、份数、比例等均以重量计算。此外，除非另有说明，否则本申请中所有百分数测量均基于100％所给样品的重量计算。因此，如30％代表每100重量份样品中的30重量份数。
除非另有说明，否则所提及的化合物或组分包括化合物或组分本身，以及结合其它的化合物或组分，如各种化合物的混合物。
另外，当以上限优选值和下限优选值给出数量、浓度或其它参数值时，应理解为特指由任何上限优选值和下限优选值对所形成的所有范围，而不管这些范围是否分别给出。
通过使用作为本发明主题的泡沫控制组合物可以明显改进对含水工艺用水和废水流中泡沫的控制。该组合物的关键之处为通过结合伯醇组分与脂肪醇烷氧基化物组分来提高泡沫控制功效。与常规的组合物相比，结合使用这两种物质在消泡及抑制泡沫的形成两方面均能取得意想不到的改进效果。
本发明也涉及控制泡沫的方法，即在含水环境中，特别是在废水体系和含水工业工艺体系中，通过向该体系投加包括伯醇组分和脂肪醇烷氧基化物组分的消泡剂组合物来实现消泡和/或抑制泡沫的形成。
可用于本发明中的伯醇组分包括任何在室温(即25℃)下为固体的伯醇。优选所述伯醇组分包括至少一种直链伯醇，并且优选包括各种直链伯醇的混合物。甚至更优选所述直链伯醇包括C14-C32直链伯醇，更优选为C18-C32直链伯醇，甚至更优选为C18-C30直链伯醇。
当所述伯醇组分包括各种直链伯醇的混合物时，优选至少约35％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇，更优选至少约70％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇，甚至更优选至少约80％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇。
优选伯醇组分的熔点至少为约40EC。因此，如当所述伯醇组分包括各种直链伯醇的混合物时，所述混合物将具有至少约40℃的优选熔点。
本发明的伯醇包括(但不限于)美国专利号4,340,500和5,679,286中所述的那些伯醇，通过引用将这两项专利的全部内容并入到本文中。
在工业中，适用于本发明目的的醇，如果其衍生自天然油化学原材料，则称为“脂肪醇”，如果衍生自石油原材料，则称为“合成高级脂族醇”。适用于本发明目的的脂肪醇的例子包括(但不限于)：棕榈醇、鲸蜡醇、十八烷醇、花生醇、山嵛醇、二十四醇、蜡醇、褐煤醇、蜂花醇、紫胶蜡醇和geddyl醇，及其各种混合物。适宜的合成高级脂族醇包括(但不限于)通过Oxo法和通过Ziegler法制备的那些醇。适用于本发明目的的合成高级脂族醇的例子包括(但不限于)：1-十六醇、1-十八醇、1-二十醇、1-二十二醇、1-二十四醇、1-二十六醇、1-二十八醇、1-三十醇、1-三十二醇和1-三十四醇，及其各种混合物。优选用于直链伯醇组分的化合物为具有约14个至约32个碳原子、优选具有18-32个碳原子、最优选具有约18个至约32个碳原子的合成高级脂族醇。
优选的直链伯醇组分的商品例子包括(但不限于)：Alfol 20+(由Condea-Vista，Houston，TX生产)，Nafol 20+、Nafol 20+A、Nafol 22+和Nafol 2022(均由Condea Chemie，Brunnsbutel，Germany生产)和Epal20+(由Amoco Chemicals，Chicago，IL生产)。优选的直链伯醇组分可以是描述为C12-C18醇生产的蒸馏釜脚产品的工业产物。这种组分可以含有如C22-C40烃(浓度约为25-40％重量)的杂质。存在这些杂质不妨碍所述组合物对泡沫的控制。
本发明的脂肪醇烷氧基化物组分可以包括一种或多种与伯醇组分一起能消泡和/或抑制泡沫形成的脂肪醇烷氧基化物。本发明的脂肪醇烷氧基化物可以包括将疏水基和亲水基引入到其中的各种烷氧基化物的混合物。例如，脂肪醇烷氧基化物优选至少包括乙烯化氧基团(包含亲水基)和氧化丙烯基团(包含疏水基)。脂肪醇烷氧基化物也含有直链或支链的烷基链(含12-18个碳)。该烷基链也为疏水基。脂肪醇烷氧基化物优选具有大部分的疏水基(如，但不限于氧化丙烯基团)，这样尽管其同时具有亲水基和疏水基，但整体上可视为具有疏水特性。
优选脂肪醇烷氧基化物包括C12-C18脂肪醇烷氧基化物，其一个优选范围为C12-C14，另一个优选范围为C14-C18。更优选脂肪醇烷氧基化物包括含有乙烯化氧基团和氧化丙烯基团的C12-C18脂肪醇烷氧基化物，其一个优选范围为C12-C14，另一个优选范围为C14-C18。优选脂肪醇烷氧基化物的浊点为至少16℃，其一个优选范围为约20℃至约38℃，另一个优选范围为约22℃至25℃。优选脂肪醇烷氧基化物的分子量至少为630，其优选范围为约630至3,000，和约1,200至3,000。
可用于本发明的脂肪醇烷氧基化物包括(但不限于)如美国专利号5,562,862和5,460,698(此处通过引用将其全部内容并入到本文中)所公开的C12-C18脂肪醇烷氧基化物。这些C12-C18脂肪醇烷氧基化物可包括脂肪醇乙氧基化物/脂肪醇丙氧基化物，其浊点为至少16℃，优选约22℃至约25℃，分子量为约1,200至约3,000。所述脂肪醇乙氧基化物/脂肪醇丙氧基化物具有由下式表示的化学结构：
Figure A0181013300131
式中，R为具有约12个至约18个碳原子的直链或支链的烷基链，优选为C14-C18混合物；x为约2至约20；y为约1至约40。
还适宜作为本发明脂肪醇烷氧基化物组分的有仲醇乙氧基化物/丙氧基化物，其浊点为约20℃至约38℃，分子量为至少630。这些物质具有由下式表示的化学结构：
R-O(CH2CH2O)x[CH2CH2O/CH2CH(CH3)O]yCH2CH(CH3)OH式中，R为具有约11个至约15个碳原子的直链或支链的烷基链，优选为C11-C15或C12-C14混合物；x为约1至约6；y为约1至约3。
优选的脂肪醇烷氧基化物组分的例子包括各种乙氧基化/丙氧基化醇：由Deforest Enterprises(Boca Raton，FL)生产，如Delonic LF-EP；Harcros Chemicals，Inc.(Kansas City，KS)，如T-Det LF-416；HenkelCorp.(Cincinnati，OH)，如Dehypon LS-54和Dehypon LS-45；HumtsmanChemical(Houston，TX)，如Surfonic脂肪醇烷氧基化物，包括SurfonicLF-27、Surfonic LF-47和Surfonic LF-50；Rhodia Inc.(Cranbury，NJ)，如Antarox LF-224和Antarox BL；和Union Carbide(Danbury，CT)，如各种Tergitol Minifoams脂肪醇烷氧基化物，包括Tergitol Minifoam1X和Tergitol Minifoam 2X。
本发明的组合物也包括乳化剂组分。所述乳化剂组分可包括一种或多种能够将伯醇组分及脂肪醇烷氧基化物分散至含水介质中的任何乳化剂。所述至少一种乳化剂组分可以任何能够使各种组分分散至含水介质中的浓度存在。优选乳化剂组分的浓度为约0.2至5.0％重量，更优选乳化剂组分的浓度为0.5至3％重量。
乳化剂组分优选包含至少一种非离子表面活性剂。可用于本发明的乳化剂组分中的非离子表面活性剂可以包括(但不限于)各种脂肪醇乙氧基化物、脂肪酸乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、山梨糖醇酯、山梨糖醇酯乙氧基化物、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、乙二醇酯、丙三酯、聚甘油酯和聚氧化烯甘油酯。优选的非离子表面活性剂为脂肪醇乙氧基化物，如Tergitol1 5-S系列(由Union Carbide，Danbury，CT生产)，Neodol 23-系列和Neodol 25-系列(由Shell Chemicals，Houston，TX生产)，Macol LA-系列(由BASF Corp.，Mt.Olive，NJ生产)，Makon TD-系列(由Stepan Co.，Northfield，IL生产)，SurfonicL-系列(由Huntsman Chemical，Houston，TX生产)，Tomadol 25-系列(由Tomah Products Inc.，Reserve，LA生产)，Alfonic 1216-系列和Alfonic 1416-系列(由Condea-Vista，Houston，TX生产)。应注意所述非离子表面活性剂可以是水溶性和/或水不溶性的，如水溶性和水不溶性的脂肪醇乙氧基化物。
本发明的乳化剂组分还可包括阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂包括(但不限于)各种醇硫酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、乙氧基化的醇硫酸盐、乙氧基化的烷基酚的硫酸盐和磺酸盐、脂肪酸酯的硫酸盐、烷基酚的硫酸盐和磺酸盐、稠合萘的磺酸盐、萘的磺酸盐、磺基琥珀酸钠的衍生物、石油磺酸的碱金属盐、磷酸酯碱金属盐等。优选的阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸三乙醇胺和十六烷基磺基琥珀酸钠。阴离子表面活性剂在题述消泡剂组合物中的浓度可占总组合物的0％至约1％重量。
因此，所述乳化剂组分优选包括至少一种非离子表面活性剂，并且可以含有至少一种与至少一种非离子表面活性剂结合的阴离子表面活性剂。
所述组合物优选包括约10％至约35％重量的伯醇、约2％至约12％重量的脂肪醇烷氧基化物和约0.2％至约5％重量的至少一种乳化剂组分，剩余的组分为水。
此外，本发明的组合物还可含有其它添加剂，如通常掺入到消泡组合物中的各种添加剂。
例如，本发明的组合物可含有支链醇，如(但不限于)2-乙基-1-己醇、2-丁基-辛醇、2-己基-癸醇、2-辛基-十二烷醇、2-癸基-十四烷醇。支链醇可以不同的量存在于所述组合物中，优选为0％至约2％重量、更优选为最高可达约1.1％重量。
为了防止所述组合物在储存期间发生相分离现象，可以将稳定剂和/或增稠剂加入到本发明的组合物中。适用于本发明的稳定剂/增稠剂包括(但不限于)黄原胶、聚(丙烯酸)、高分子量聚丙烯酸酯、天然树胶、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、锂蒙脱石粘土等。稳定剂/增稠剂可以不同浓度存在于所述消泡组合物中，优选其浓度为0％至约2％重量。优选的稳定剂/增稠剂为黄原胶。
当所述组合物包括稳定剂/增稠剂时，为了便利于其水合作用，稳定剂/增稠剂的生产商推荐加入碱性物质。适用于此目的的碱性物质的例子包括氢氧化钠、氢氧化铵、三乙醇胺等。
本发明的组合物还可以含有至少一种防腐剂以便防止或抑制产品储存期间的微生物活性。适宜的防腐剂包括(但不限于)苯并异噻唑啉酮、戊二醛、羟苯甲酸甲酯、对羟苯甲酸丙酯、异噻唑啉酮及其各种混合物。防腐剂可以不同的浓度存在于所述消泡组合物中，其浓度优选为0％至约0.1％重量。优选的防腐剂为由Zeneca，Wilmington，DE生产的Proxel GXL(1，2-苯并异噻唑啉-3-酮)。
本发明的消泡剂组合物适用于各种含水体系的消泡或抑制泡沫的形成，但我们发现这种消泡剂特别可应用于纸浆和造纸工业及纺织工业中，并且尤其可用于控制生产用水及来自这些工业的废水流中的泡沫。本发明的消泡剂组合物可以有效量加入到含水体系中以便除去存在的泡沫和/或抑制新泡沫的形成，其投加量通常为每百万份(体积)的含水体系液体提供至少1份(体积)的消泡剂。一般而言，每百万份的含水体系液体使用超过500份(体积)的消泡剂不会得到额外的好处。应认识到具体使用量将随每一个体系的不同而异，最佳量的选择是本领域技术人员能力范围内的事；但应注意消泡剂优选的使用量范围为约5至100份(体积)/百万份的含水体系液体。
实施例
采用以下非限定性的实施例对本发明进行说明，提供这些实施例是为了说明的目的，而不应将其视为对本发明范畴的限制。除非另有说明，否则实施例中所有的份数及百分数均以重量计算。
实施例组合物1-32
根据本发明制备的几种消泡剂组合物示于表1。每一种组分的百分数为重量百分数。
                                                     表1：消泡剂组合物
实施例编号 水(重量％) 直链醇混合物 直链醇混合物(％) 脂肪醇烷氧基化物 脂肪醇烷氧基化物(％) 阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂(％) 非离子表面活性剂 非离子表面活性剂(％) 支链醇 支链醇(％) 黄原胶(％)
 1  62  Alfol 20+ 30  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  0.5  Tergitol15-S-9  1.6  Isofol20  1.1  0
 2  62  Alfol 20+ 30  Surfonic LF-27  5  Nacconol90G  0.6  Tergitol15-S-9  1.6  Isofol20  1.1  0
 3  62  Alfol 20+ 30  Surfonic LF-47  5  Nacconol90G  0.5  Tergitol15-S-9  1.7  Isofol20  1.1  0
 4  62  Alfol 20+ 30  TergitolMinfoam 1X  5  Nacconol90G  0.5  Tergitol15-S-9  1.5  Isofol20  1.0  0
 5  62  Alfol 20+ 30  TergitolMinfoam 2X  5  Nacconol90G  0.5  Tergitol15-S-9  1.6  Isofol20  1.1  0
 6  56  Alfol 20+ 35  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6  Isofol20  1.1  0
 7  61  Alfol 20+ 30  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.5  Isofol20  1.1  0
 8  66  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.5  Isofol20  1.0  0
 9  71  Alfol 20+ 20  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6  Isofol20  1.0  0
 10  76  Alfol 20+ 15  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6  Isofol20  1.0  0
 11  56  Alfol 20+ 35  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.7  2-乙基-1-己醇  1.1  0
 12  61  Alfol 20+ 30  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6  2-乙基-1-己醇  1.1  0
                                                                         表1：消泡剂组合物
实施例编号 水％重量  直链醇混合物 直链醇混合物(％) 脂肪醇烷氧基化物 脂肪醇烷氧基化物(％) 阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂(％) 非离子表面活性剂 非离子表面活性剂(％)   支链醇 支链醇(％) 黄原胶(％)
 13  66  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   2-乙基-1-己醇 1.1  0
 14  71  Alfol 20+ 20  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   2-乙基-1-己醇 1.0  0
 15  76  Alfol 20+ 15  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.5   2-乙基-1-己醇 1.1  0
 16  66  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   Isofol20 1.1  Kelzan S0.1
 17  66  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   Isofol20 1.0  Kelzan S0.2
 18  66  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   Isofol20 1.1  Kelzan S0.3
 19  67  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.5   - 0  Kelzan S0.1
 20  67  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.5   - 0  Kelzan S0.2
 21  67  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  5  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   - 0  Kelzan S0.3
 22  66  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  6  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   - 0  Kelzan S0.2
 23  65  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  7  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.5   - 0  Kelzan S0.2
 24  64  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  8  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   - 0  Kelzan S0.2
 25  63  Alfol 20+ 25  Surfonic LF-50  9  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6   - 0  Kelzan S0.2
                                                                  表1：消泡剂组合物
实施例编号 水(重量％) 直链醇混合物 直链醇混合物(％) 脂肪醇烷氧基化物 脂肪醇烷氧基化物(％) 阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂(％) 非离子表面活性剂 非离子表面活性剂(％) 支链醇 支链醇(％) 黄原胶(％)
 26  62  Alfol 20+ 25  SurfonicLF-50  10  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.6 ---  0  Kelzan S0.2
 27  85.5  Alfol 20+ 10  SurfonicLF-50  2  Nacconol90G  1  Tergitol15-S-9  1.8 ---  0  Kelzan S0.3
 28  67  Alfol 20+ 25  SurfonicLF-50  6  MonawetMO85P  0.5  Tergitol15-S-9  1.5 ---  0  Kelzan S0.1
 29  74.5  Alfol 20+ 12  SurfonicLF-50  12  Nacconol90G  0  Tergitol15-S-9  1.5 ---  0  Kelzan S0.2
 30  74  Alfol 20+ 18  SurfonicLF-50  6  Calsoft T-60  0.6  Tergitol15-S-9  1.5 ---  0  Kelzan S0.2
 31  74  Alfol 20+ 18  SurfonicLF-50  6  Calsoft T-60  1.0  Tergitol15-S-9  1.5 ---  0  Kelzan S0.2
 32  74.5  Alfol 20+ 12  SurfonicLF-50  12  Nacconol90G  0  Tergitol15-S-3和Tergitol15-S-12  0.21.3 ---  0  Kelzan S0.2
Alfo 20+为由Condea-Vista，Houston，TX生产的，含有伯醇C16-C32的伯醇混合物。
Surfonic LF-50为由Huntsman Chemical，Houston，TX生产的C14-C18脂肪醇烷氧基化物。
Surfonic LF-27为由Huntsman Chemical，Houston，TX生产的C16-C18脂肪醇烷氧基化物。
Surfonic LF-47为由Huntsman Chemical，Houston，TX生产的脂肪醇烷氧基化物。
Tergitol Minfoam 1X为由Union Carbide，Danbury，CT生产的C12-C14脂肪醇烷氧基化物。
Tergitol Minfoam 2X为由Union Carbide，Danbury，CT生产的C12-C14脂肪醇烷氧基化物。
Nacconol 90G为由Stepan Chemicals，Maywood，NJ生产的十二烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂。
Monawet MO85P为由Uniqema，Paterson，NJ生产的琥珀酸二辛酯磺酸钠阴离子表面活性剂。
Calsoft T-60为由Stepan Chemicals，Maywood，NJ生产的十二烷基苯磺酸三乙醇胺阴离子表面活性剂。
Tergitol1 5-S-9为由Union Carbide，Danbury，CT生产的仲醇乙氧基化物非离子表面活性剂。
Tergitol 15-S-3和Tergitol 15-S-12均为由Union Carbide，Danbury，CT生产的仲醇乙氧基化物非离子表面活性剂。
Isofpl 20为由Condea-Vista，Houston，TX生产的支链醇-2-辛基十二烷醇。
2-乙基-1-己醇为由Fluka Chemicals，Milwaukee，WI提供的支链醇。
Kelzan S为由Kelco Industrial Biopolymers，San Diego，CA生产的可分散黄原胶。将0.06-0.07％重量的氢氧化铵与所述黄原胶一起加入到水中。测试底物的制备及泡沫测试方法的讨论
采用实验室制备的含有能代表典型纸浆和造纸工业废水中将存在的各种污染物的底物进行组合物对泡沫控制效果的评估测试。从具有表2中所示的组成的浓缩储液中制备测试底物。
    表2-用于制备测试底物的储液
组分 重量份数
去离子水 89.3
碳酸钠 5.0
硫酸钠 0.2
氢氧化钠 0.3
纯松木素AT未磺化Kraft木素 5.0
 Pamak 4(松浆油脂肪酸) 0.2
纯松木素AT未磺化Kraft木素由WestVaco，Charleston Heights，SC生产。
Pamak 4(松浆油脂肪酸)由Hercules Incorporated，Wilmington，DE生产。
为了制备所述测试底物，将储液在去离子水中稀释成2.0％重量，用50％的硫酸将pH调节为7.0±0.2。
采用该底物，用设计来产生泡沫的装置(通过模拟在实际废水处理工业装置中典型的纸浆和造纸工业废水将经历的混合强度)进行测试。所述装置包括1.0升的玻璃容器，1英寸内径×24英寸长的底部开口的玻璃柱，蠕动泵，管道和4英寸长的具有1mm直径开口的不锈钢针。垂直夹紧所述玻璃柱，使其底端位于容器的中心，并且高出容器底部0.5英寸。管道从容器内经泵通向不锈钢针，不锈钢针夹在柱的顶部，用于将液体向下排往柱的中心。将注射各种化学添加剂的橡胶隔片安装在插在容器与泵之间的管道内的玻璃T形管。该装置是用于测量洗涤剂工业中形成的泡沫的Dynamic Foam Meter(如Reich、Patton和Francis在1961年4月，55页的“Soap and ChemicalSpecialties”中所述)的缩小改进装置。
通过将1.0升的测试底物加入到所述容器并将底物从容器泵向不锈钢针，在其中底物以稳定的细流向下流至玻璃柱的中心从而产生泡沫。当底物从不锈钢针排出撞击到容器中的液面时，在玻璃柱中即产生了泡沫。所产生的泡沫数量通过测量玻璃柱内泡沫的高度进行定量。
每一次评估包括首先确定由不含化学处理物的测试底物所产生的泡沫数量。该数值(定义为“未加处理的泡沫高度”)通过使底物以350ml/min的速率循环1分钟加以确定。
在测定未加处理的泡沫高度后，使所述底物继续以350ml/min的速率循环，向底物加入定量的消泡剂以便确定加入消泡剂对泡沫高度的影响。通过位于容器与泵之间的管道中的注射隔片加入消泡剂。当底物流经管道时消泡剂便分散到底物中。然后分散剂与循环底物一起从不锈钢针排向玻璃柱泡沫的顶部。当泡沫与消泡剂接触而遭到消除后，最有效的消泡剂使泡沫的高度马上得到降低。加入处理剂后，使底物保持以350ml/min的速率循环，在10分钟内，以1分钟间隔记录泡沫高度。
所测量的泡沫高度值用来计算泡沫相对于未进行处理的泡沫高度的减少百分数。加入消泡剂/防沫剂1分钟后泡沫的减少百分数用作消泡剂消泡(或“泡沫降低”)能力的指标。泡沫减少越多，则表示消泡剂性能越好。经过处理后的底物循环10分钟后的泡沫减少百分数用来作为消泡剂防沫(或“泡沫缩减”)能力的指标。实施例及对比组合物的测试结果
采用10ppm表1中所述的每一种组合物进行的测试结果示于表3中。在表3中也显示了对照A和对照B所进行的类似测试的结果，其中对照A和对照B分别采用了10ppm和25ppm剂量的FoamtrolAF3550(一种目前市面上“现有技术水平”的消泡剂产品，由BetzDearborn Inc.，Trevose，PA生产)。Foamtrol AF3550含有C18-C32直链伯醇的混合物，但不含脂肪醇烷氧基化物。所有实施例1-32组合物均同时含有C18-C32直链伯醇和脂肪醇烷氧基化物。将含有Foamtrol AF3550的对照A和B的性能数据与实施例1-32消泡剂组合物相比能清楚地看到：在本发明组合物中存在脂肪醇烷氧基化物使得泡沫控制的效果得到增强。
                                    表3：测试结果
组合物编号 所加的剂量(ppm) 消泡效果(1分钟时泡沫减少百分数) 防沫效果(10分钟时泡沫减少百分数)
含有FoamtrolAF3550的对照A  10  80  32
含有FoamtrolAF3550的对照B  25  84  70
1  10  94  91
2  10  93  84
3  10  89  79
4  10  89  77
5  10  89  75
6  10  90  88
7  10  86  84
8  10  88  86
11  10  90  88
12  10  90  88
13  10  86  80
14  10  88  82
15  10  82  74
16  10  89  85
17  10  89  85
18  10  89  83
19  10  85  78
20  10  91  87
21  10  87  81
22  10  85  85
23  10  85  85
24  10  85  85
25  10  84  84
26  10  90  88
27  1025  6578  6183
28  10  88  94
29  10  80  72
30  10  88  67
31  10  86  77
32  10  85  68
如表3中数据所示，实施例1-32的所有题述组合物作为消泡剂和防沫剂均相当有效。实施例1-32的题述组合物均比采用FoamtrolAF3550的对照A和B取得相当好的泡沫缩减(10分钟时泡沫减少百分数)的效果。与含有AF3550的对照A和B相比，所有实施例(除10和27之外)也能够取得相同或更好的泡沫降低(1分钟时泡沫减少百分数)的效果。
应注意到以上所提供的实施例仅用于说明的目的，无论如何都不能将其视为对本发明的限制。虽然本发明已参照一个示例性实施方案进行了描述，但应理解的是此处所用的用语是描述及举例的用语而非限制性的用语。在所附权利要求(现述的和更改的)的权限内可以进行修改而不背离本发明所有方面的范畴及精神。虽然本发明已参照具体的装置、物质及实施方案作了描述，但本发明并非受限于此处所公开的具体事项；相反，本发明可以延伸至所有功能相同的结构、方法及用途，如同在所附权利要求的范畴内。

Claims (56)

1.一种使含水体系消泡和抑制泡沫在含水体系中形成这两方面中至少一种的方法，所述方法包括将有效量的25℃下为固体的伯醇组分、脂肪醇烷氧基化物组分和乳化剂组分投加到含水体系中，从而实现使所述含水体系消泡和抑制泡沫在所述含水体系中形成的至少一种的目的。
2.权利要求1的方法，其中所述伯醇组分包括至少一种直链伯醇。
3.权利要求2的方法，其中所述至少一种直链伯醇包括各种直链伯醇的混合物。
4.权利要求3的方法，其中所述直链伯醇混合物包括C14-C32直链伯醇。
5.权利要求4的方法，其中所述直链伯醇混合物包括C18-C32直链伯醇。
6.权利要求5的方法，其中所述直链伯醇混合物包括C18-C30直链伯醇。
7.权利要求4的方法，其中至少约35％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇。
8.权利要求7的方法，其中至少约70％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇。
9.权利要求8的方法，其中至少约80％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇。
10.权利要求1的方法，其中所述伯醇组分的熔点至少为约40℃。
11.权利要求1的方法，其中所述伯醇包括脂肪醇和合成高级脂族醇中的至少一种，所述脂肪醇包括以下至少一种：棕榈醇、鲸蜡醇、十八烷醇、花生醇、山嵛醇、二十四醇、蜡醇、褐煤醇、蜂花醇、紫胶醇和geddyl醇和所述合成高级脂族醇包括以下至少一种：1-十六醇、1-十八醇、1-二十醇、1-二十二醇、1-二十四醇、1-二十六醇、1-二十八醇、1-三十醇、1-三十二醇和1-三十四醇。
12.权利要求1的方法，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分包括C12-C18脂肪醇烷氧基化物。
13.权利要求12的方法，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分包括含有乙烯化氧基团和氧化丙烯基团的C12-C18脂肪醇烷氧基化物。
14.权利要求13的方法，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的浊点至少为16℃。
15.权利要求14的方法，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的浊点为约20至38℃。
16.权利要求14的方法，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的浊点为约22至25℃。
17.权利要求14的方法，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的分子量至少为约630。
18.权利要求17的方法，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的分子量为约630至3,000。
19.权利要求18的方法，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的分子量为约1,200至3,000。
20.权利要求1的方法，其中所述乳化剂组分包括至少一种非离子表面活性剂。
21.权利要求20的方法，其中所述乳化剂组分还包括至少一种阴离子表面活性剂。
22.权利要求1的方法，所述方法还包括加入至少一种支链醇。
23.权利要求1的方法，所述方法还包括加入稳定剂和增稠剂中的至少一种。
24.权利要求1的方法，其中通过将含水消泡组合物加入到所述含水体系中而加入所述伯醇组分、脂肪醇烷氧基化物组分和乳化剂组分。
25.权利要求24的方法，其中所述含水消泡组合物包括约10％至35％重量的伯醇组分、约2％至12％重量的脂肪醇烷氧基化物组分和约0.2％至约5％重量的乳化剂组分。
26.权利要求25的方法，其中所述乳化剂组分包括最高可达约1.0％重量的至少一种阴离子表面活性剂，以及约0.2％至5.0％重量的至少一种非离子表面活性剂。
27.权利要求26的方法，其中所述至少一种非离子表面活性剂包括至少一种脂肪醇乙氧基化物。
28.权利要求26的方法，其中所述乳化剂组分包括至少一种水溶性脂肪醇乙氧基化物和至少一种水不溶性脂肪醇乙氧基化物。
29.权利要求1的方法，其中所述含水体系为造纸体系。
30.一种稳定的消泡剂组合物，所述消泡剂组合物包括25℃下为固体的伯醇组分、脂肪醇烷氧基化物组分、乳化剂组分和水。
31.权利要求30的组合物，其中所述伯醇组分包括至少一种直链伯醇。
32.权利要求31的组合物，其中所述至少一种直链伯醇包括各种直链伯醇的混合物。
33.权利要求32的组合物，其中所述直链伯醇混合物包括C14-C32直链伯醇。
34.权利要求33的组合物，其中所述直链伯醇混合物包括C18-C32直链伯醇。
35.权利要求34的组合物，其中所述直链伯醇混合物包括C18-C30直链伯醇。
36.权利要求33的组合物，其中至少约35％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇。
37.权利要求36的组合物，其中至少约70％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇。
38.权利要求37的组合物，其中至少约80％的直链伯醇包括C20-C26直链伯醇。
39.权利要求30的组合物，其中所述伯醇组分的熔点至少为约40℃。
40.权利要求30的组合物，其中所述伯醇包括脂肪醇和合成高级脂族醇中的至少一种，所述脂肪醇包括以下至少一种：棕榈醇、鲸蜡醇、十八烷醇、花生醇、山嵛醇、二十四醇、蜡醇、褐煤醇、蜂花醇、紫胶醇和geddyl醇和所述合成高级脂族醇包括以下至少一种：1-十六醇、1-十八醇、1-二十醇、1-二十二醇、1-二十四醇、1-二十六醇、1-二十八醇、1-三十醇、1-三十二醇和1-三十四醇。
41.权利要求30的组合物，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分包括C12-C18脂肪醇烷氧基化物。
42.权利要求30的组合物，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分包括含有乙烯化氧基团和氧化丙烯基团的C12-C18脂肪醇烷氧基化物。
43.权利要求41的组合物，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的浊点至少为16℃。
44.权利要求41的组合物，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的浊点为约20至38℃。
45.权利要求41的组合物，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的浊点为约22至25℃。
46.权利要求41的组合物，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的分子量至少为约630。
47.权利要求46的组合物，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的分子量为约630至3,000。
48.权利要求47的组合物，其中所述脂肪醇烷氧基化物组分的分子量为约1,200至3,000。
49.权利要求30的组合物，其中所述乳化剂组分包括至少一种非离子表面活性剂。
50.权利要求49的组合物，其中所述乳化剂组分还包括至少一种阴离子表面活性剂。
51.权利要求30的组合物，所述组合物还包括至少一种支链醇。
52.权利要求30的组合物，所述组合物还包括稳定剂和增稠剂中的至少一种。
53.权利要求30的组合物，所述组合物包括约10％至35％重量的伯醇组分、约2％至12％重量的脂肪醇烷氧基化物组分和约0.2％至约5％重量的乳化剂组分。
54.权利要求53的组合物，其中所述乳化剂组分包括最高可达约1.0％重量的至少一种阴离子表面活性剂，以及约0.2％至5.0％重量的至少一种非离子表面活性剂。
55.权利要求54的组合物，其中所述至少一种非离子表面活性剂包括至少一种脂肪醇乙氧基化物。
56.权利要求54的组合物，其中所述乳化剂组分包括至少一种水溶性脂肪醇乙氧基化物和至少一种水不溶性脂肪醇乙氧基化物。
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