Эмульсионный пеногаситель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >965456 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 16.03. 81 (21) 3260187/23-26

Р М. g+ з с присоединением заявки HPВ 01 D 19/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) ПриоритетРЗ) УДК 66.046.74 (088 ° 8 JI.

Опубликовано 1%1032. Бюллетень М38

Дата опубликования описания 15 ° 10 ° 82

М.Ю. Плетнев, И.Г. Власенко, Н.Х. Иикрюкова, as

1й (72) Авторы изобретения

А.А. Потехин, N.C. Шмаргун, Д.Л. Цешковс

Л.Г. Матяш и A.Ï. Потапенко. (71) Заявитель (54) ЭИУЛЬСИОННЫЙ ПЕНОГАСИТЕЛЬ

Изобретение относится к химическим средствам обработки водных технологических сред в целлюлозно-бумажной промыяленности, а именно.к пеногасителям.

Известно использование углеводородных растворителей, а также трибутилфосфата и кремнийорганических соединений (силиконовых жидкостей) для пеногашения и предупреждения обильного пенообразования в технологических средах целлюлозно-бумажной промыаленности, в частности, при крашении бумаги (1).

Однако углеводородные растворители и масла недостаточно эффективны, нарушают равномерность окраски бумаги, пожароопасны, обладают неприятным запахом. Силиконовые жидкости также нарушают равномерность окраски бумаги, гидрофобизируют ее.. 1ри" бутилфосфат имеет высокую стоимость и до некоторой степени токсичен.

Известен антипенный состав, пред-. ставляющий собой раствор неионогенного эмульгатора и смешанной соли поливалентного металла и/или аминов с жирными кислотами С„ -C Эмульгатор является маслорастворимым и гидрофильным,.но нерастворимым в воде веществом, как, например, нонилфенилгексагликолевый эфир, октадецилгексагликолевый эфир, октаглико:левый эфир стеариновой кислоты и др.

Растворитель может быть углеводородом (парафинистый нефтепродукт, тетралин,декалин),природнын маслом,силиконовым маслом или органическим фосфатом. Указанный состав получают раст- ворением жирной кислоты и эмульгатора в растворителе при нагревании и перемешивании (2).

Данный состав сложен в изготовлении и предназначен исключительно для обработки сточных вод.

Наиболее близким к предложенному по составу ингредиентов и достигаемому при его использовании эффекту пеногашения является эмульсионный

20 .пеногаситель КЭ-10-01 .(3), характеризующийся следующим содержанием компонентов, мас.Ъ:

Кремнийорганическая жидкость GMC-400 70

Эмульгатор ОП-7 . или ОП-10 2

Вода — остальное до 100

Однако указанный пеногаситель ухудшает качество бумаги, нарушая равномерность, прочность окраски и вызывая ее гидрофобизацию. Кроме то965456

60 го, он имеет высокую стоимость (около 4 тыс руб. эа тонну) .

Целью изобретения является повышение эффекта пеногашения при одновременном снижении стоимости.

Поставленная цель достигается тем, 5 что эмульсионный пеногаситель, включающий активатор пеногашения, неионогенный эмульгатор и воду, допол нительно содержит углеводородный растворитель и н триевые мыла жирных 10 кислот фракции C, -Cgg при следующем соотношении компонентов, мас.Ъг

Активатор пеногашения 2-10

Неионогенный эмульгатор 3-5 углеводородный раствори- 15 тель. 45-55

Натриевые мыла жирных кислот 1,0-2,6

Вода Остальное

В качестве углеводородного раст- 20 ворителя используют дизельное топливо, жидкий парафин или маловязкое минеральное масло, в качестве активатора пеногашения — силиконовую жидкость или трибутилфосфат, а в ка" честве неиьногенного эмульгатора— низкооксиэтилированные жирные спирты или алкилфенолы.

Если растворителем служит дизельное топливо, то в состав эмульсионного пеногасителя, кроме указанных компонентов, может быть введена отдушка, маскирующая его запах, в количестве 0,1-0,3 мас.Ъ из числа тех, которые обычно используют в составе моющих средств.

Пеногаситель представляет собой концентрированную эмульсию тица масло в воде, имеющую вид и консистенцию. сливок и легко разбавляющуюся водой. В качестве углеводород- 40 ного растворителя, составляющего ос" нову масляной фазы, используется дизельное топливо, маловязкое минеральное масло, например веретенное или приборное, либо жидкий парафин. 45

Содержание в углеводородном растворителе силиконовой жидкости до 4Ф от общей массы пеногасителя не сказывается на качестве бумаги, но существенно повышает пеногас"щу эф- 50 фективность.

Вместо силиконов пеногаситель может содержать до 10% трибутилфосфата.

Концентрации активаторов пеногашениясиликонового масла или трибутилфосфата выбирают из соображения эконо» мичности. Для стабилизации эмульсионного пеногасителя используют два эмульгатора: натриевые мыла QKK u низкооксиэтилированные спирты .или алкилфенолы, так как известно, что с двумя эмульгаторами:эмульсии более устойчивы при хранении. Количественное отношение между эмульгатсрами в пеногасителе определяется природой масляной фазы, а именно, числом требуемого гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), которое должна йметь смесь эмульгаторов для достижения оптимума стабильности. Диаметр частиц дисперсной масляной фазы пеногасителя должен быть порядка

l мкм или менее.

Добавка эмульсионного пеногасителя в количестве 0,2-1,0 мас.В от абсолютно сухого остатка суспенэии обеспечивает эффективное предупреждение пенообразования в производстве мелованных и цветных бумаг и значительно улучшает качество покрытия бумаги. Его можно использовать также для гашения пены в черном щелоке и сточных водах.

Варианты составов предложенного пеногасителя и способы их приготовления показаны в следующих примерах (соотношения компонентов пеногасителей приведены в мас.В). . П риме р1.

Дизельное топливо 50

Жидкость кремний- органическая ПМС 200 . 2

ЭМульгатор ОП-4 4,6

Натриевые мыла СЖК фракции > С 0 -С 1, 2

Отдушка Весенняя 0,1

Вода До 100

Для приготовления 500 кг пеногасителя в 250 Kx дизельного топлива при перемешивании растворяют 10 кг IINC200, 23 кг эмульгатора ОП-4 и 0,5 кг отдушки; 40%-ные натриевые мыла синтетических жирных кислот .фракции

С -С 6 в количестве 15 кг растворяют отдельно в,198 кг воды. Водный

Ф. раствор мыла загружают в реактор» смеситель вместимостью 0,8 м и при

3 включенной мешалке (3000 об/мин) постепенно тонкой струей добавляют масляную фазу, т.е. дизтопливо и растворенные.в нем компоненты. После пол« ного смешения фаз перемешивают еще в течение 5 мин для обеспечения тонкого эмульгирования. Готовую эмульсию выгружают через сливной штуцер реактора в бочки или канистры для хранения. Все операции по смешению проводят при комнатной температуре..

Полученная эмульсия испытывается в качестве пеногасителя в составе меловальной суспензии используемой при производстве меловайной бумаги с одноразовым двусторонним покрытием.

В табл. 1: приведены результаты опытно-промышленных испытаний пеногасителей в производстве мелованной бумаги.

/. 965456

Таблица

Концентрация, мас.%"

Средний показатель раковис тости""

Степень закрепления краски

Дополнительные наблюдения

Иеногаситель

Эмульсионный по примеру 1

Суспензия пенится, .с одной стороны повышенная раковистость

0,25

Хорошая

Суспензия не ленится

° 1

«1 1»

0,40

Эмульсионный по примеру 2

Суспензия пенится, имеет повышенную вязкость, много мелких пузырьков

0,25

Суспен зия не пенится

1 °

«I I»

0,50

Суспензия не пе. нится

1 I»

t °

0,70

Пеногаситеяь

К8-10-01

0,25

Суспензия пенится

° 1

0,40

Суспензия не пенится

Плохая Элотационное масло 0,70

Суспензия пенится, много мелких пузырьков V

Хорошая

По отношению к абсолютно сухому остатку суспензии..

Количество раковин н1а 10 мм поверхности бумаги, допустимо по ГОСТУ фФ не более 25.

Без пеногасителя

70

Oil

0,2

0,3

Как видно из табл. 1, раковистость

- бумаги, характеризующаяся числом раковин. (мелких непрокрашенных участков) на 10 мм поверхности бумаги, при использовании предлагаемого эмульсионно-45 го пеногасителя существенно ниже, чем при использованияя добавки пеногасителя КЭ-10-01.Кроме того,с КЭ-10-01.после длительного применения наблюдает» ся осаждение пеногасителя на обрези- 5О ненные красконаносные валы, что приводит к их гидрофобизации к появлению дефектов мелованной бумаги в виде непрокрашенных участков.

Добавки эмульсионного пеногасителя в количестве .0,4% от абсолютно сухого остатка суспензии оказывается достаточно для подавления пенообразования в процессе крашения бумаги.

Для сравнения в табл. 1 приведены типичные данные по качеству бумаги, ® полученные с использованием в качестве пеногасителя флотацконного масла, которое широко используется для этих целей. Пеногаситель КЭ-10-01 и флотационное масло уступают предлагаемому 65 эмульсионному пеногасктелю, причем

КЭ-10-0i. Ухудшает в концентрации свыше 0,2% прочность закрепления краски на бумаге-основе.

Данные лабораторных испытаний пеногасящей эффективности приведенные в табл. 2, свидетельствуют о преимуществе предложенного эмульсионного пеногасителя над пеногасителем КЭ-10-01.

Таблица2

965456

Продолжение Табл. 2

ОР4

0,5

0,1

0,3

0,,4

O„5

0 8

1,0

O 1

42.

0,2 о,з

0,4

0,5

0,6

О,1

ОР2

0,3

0,4

0,5

КЭ-10-01 (прототип ) 70

0 3

ОР4

0,5

0,6

Пример 2.

Дизельное топливо

Трибутилфосфат технический по

ТУ 6-02-.733-73

Эмульгатор Oil-4

П р и м е ч а н и е.Объем суспензии 20 см, расход воздуха 10 cM /с.

Натриевые мыла СЖК фРакции С1О -С16 1,3

Отдушка Земляничная 0i8

Вода водопроводная До 100

Для приготовления 500 кг пеногасителя в 185 кг, воды, содержащей

21 кг натриевых мыл CEK фракции

С -С ь эмульгируют, как описано в

« ь примере 1, раствор трибутилфосфата (35 кг), ОП-4 (21,5 кг) и земляничной отдушки (4 кг) в 275 кг днзтоплива.

Опытно-промышленные испытания показывают (табл. 1), что эмульсионР5 ный пеногаситель указанного состава в концентрации 0,5-0,8 мас.Ъ значительно улучшает качество покрытия бу,маги по таким показателям как раковистость и Равномерность окраски я эФфективно предупреждает пенообразование в меловальных и красящих составах. Хотя расход этого пеногасителя несколько больше, чем пеногаси- теля КЭ-10-01, его стоимость в 17 раз нижег он не ухудшает качество покрытия бумаги, не вызывает ее гидрофобизации. Этот пеногаситель эффективен также в черном щелоке в концентрации 0,05"0,2 мас.В.

ПримерЗ. .Е Веретенное масло (ГОСТ 1642-75) 45

Трибутилфосфат 10 . Эмульгатор Н8 1020-3 (T:38-40822-79) 5,0 . 35 Мыла жирных кислот хлопкового соапстофракции С17 -С2О (МРТУ 18/190-67) 1,0

Вода — остальное до 100

gQ Для приготовления 500 кг эмульсионного пеногасителя этого состава требуется, кг: веретенное масло 225; трибутилфосфат 50; НВ 1023-3 25;

70%-ное мыло 7,2 и вода 200.

Методика приготовления та же самая,.что и в примере 1. Эффективная концентрация пеногасителя ниже, чем в предыдущих примерах — 0,2-0,5 мас.Ъ (см. табл. 2), но стоимость его выше вследствие повышенного содержания трибутилфосфата и замены дизтоплива на минеральное масло.

Пример4.

Час тично окисленный парафин Фракции СВ-С, 55

Жидкость кремнийорганическая ПМС-154А 4

Эмульгатор Неонол

П 1013-3(ТУ 38-40779-76) 3,0

Натриевые мыла СЖК © Фракции С« -С ь 2Рб

Вода - остальное До 100

Для приготовления 500 кг эмульсионного пеногасителя этого состава требуется, кгпв частично окисленный

4$ жидкий парафин 275 ПМС-154А 20;

965456

Составитель,A. Тринко

Редактор Т. Веселова Техред Ж.Кастелевич Корректор М.

Заказ 7729/5 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РауШская наб., д. 4/5

Филиал ППП . Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Неонола Н1013-3 15;. 40%-ное мыло 32 и вода 160. Методика приготовления та же, что и в примере 1. Содержание в пеногасителе силиконовой жидкости до 4% не сказывается отрицательно на качестве бумаги. Эффективная концентрация 0,1-0,3%.

Из данных табл. 1 и 2 следует, что предложенный эмульсионный пено.гаситель имеет преимущество перед пеногасителем КЭ-10-01 .(прототип), а также перед другими эмульсионнычи пеногасителями на чисто силиконовой ! основе, так как не ухудшает качества бумаги, эффективно предупреждает пенообразование в меньших или близких концентрациях и имеет значительно меньшую стоимость. При его примене нии не нарушается равномерность покрытия(окраски) мелованной и цветной бумаги, не происходит ее гидрофобизации. Присутствие силиконового пеногасителя в концентрации свыше

0;2В вызывает налипание краски на обрезиненные валки машин, что ведет к нарушению адгезионного контакта покрытия с бумагой-основой. Стоимость

1 т эмульсионного пеногасителя на,основе дизтоплива составляет в услови-. . ях Корюковской фабрики технических бумаг 230-420 руб..В завйсимости от набора других компонентов, используемых для его получения, а пеногасителя КЭ-10-01 — 6950 р. Предложенный эмульсионный пеногаситель обладает технико-экономическими преимуществами перед применяющимся в целях пеногашения флотационным маслом (см. табл. 1), стоимость которого около

1300 р за тонну. Расход его ниже, к тому же он не горюч и менее дефицитен. Предложенный пеногаситель мало токсичен, биологически разлагаем.

Формула изобретения

1. Эмульсионный пеногаситель, включающий активатор пеногашения, неионогенный змульгатор и воду, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффекта пеногашения при одновременном снижении стоимости, он дополнительно содержит углеводородныйрастворитель и натриевые мыла жирных кислот фракции С® -С при следующем О 1о

10 соотношении компонентов, мас. Ъ:

Активатор пеногашения 2-10Неионогенный эмульгатор 3-5

Углеводородный растворитель 45 55

Натриевые мыла жирных кислот 1,0-2,6

Вода Осталь" .ное

2. Пеногаситель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве углеводородного растворителя используют дизельное топливо, жидкий парафин или маловязкое минеральное масло.

3. Пеногаситель по п. 1, о т л ич ающи йс я тем, что вкачестве активатора пеногашения используют трибутилфосфат или силиконовую жидкость.

4. Пеногаситель по п. 1, о.т л ич а ю шийся тем, что в качестве

-Зо.неионогенного эмульгатора используют низкооксиэтилированные жирные спирты или алкилфенолы.

Источники ихформации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Тихомиров В.К. Пены.. Теория и практика их получения и разрушения.

М., Химия, 1975, с. 264

2. Акцептированная заявка Великоб ритании 9 1267492, кл. С 1 С, 1972 °

4Q 3 Ту 6-02-587-70. Эмульсионный пеногасйтель КЭ-10-01, выпускаемый заводом Кремнийполимер .