適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑及其制備方法和應用與流程

本申請涉及消泡劑，特別涉及一種適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑及其制備方法和應用。

背景技術：

1、金屬加工液，也稱為金屬切削液或金屬冷卻液，在金屬加工過程中起到冷卻、潤滑、防銹和清潔的重要作用。然而，在液體循環使用和高速攪拌的過程中，由于空氣被混入且由于界面活性劑的作用，極易形成大量泡沫。泡沫的產生不僅影響加工液的冷卻和潤滑性能，還會導致泵系統運行不穩定、液位誤判和設備故障，降低加工效率和產品質量。

2、現有的金屬加工液消泡劑以礦物油、酯類或硅油改性產品為主，但存在泡沫再生、系統兼容性差、影響金屬表面質量和高溫失效等問題。泡沫再生：傳統消泡劑在快速消泡后，抑泡持久性不足，泡沫容易反復產生，需頻繁添加消泡劑。系統兼容性差：礦物油類消泡劑在水性金屬加工液中容易分層或形成油污，影響加工液的透明性和使用性能。影響金屬表面質量：部分消泡劑可能在金屬表面形成殘留，導致后續涂裝或焊接質量下降。高溫失效：許多消泡劑在高溫、高剪切條件下效果不穩定，難以滿足現代金屬加工液對消泡劑的苛刻要求。

3、而隨著現代化工業的快速發展，對金屬加工液的性能要求日益提高，需要一種消泡效率高、抑泡持久性好且對加工液性能無負面影響的高效環保型消泡劑，以滿足復雜工況條件下的需求。

技術實現思路

1、本申請實施例提供一種適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑及其制備方法和應用，以解決相關技術存在的問題，技術方案如下：

2、第一方面，本申請實施例提供了一種適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，包括以下重量份數的原料：

3、

4、在一種實施方式中，所述低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷是通過在硅氧烷主鏈上引入環烷基側基，低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷的結構式為：

5、(ch3)3sio-(si(ch3)2o)m-(si(ch3)(r1)o)n-si(ch3)3；

6、r1為環烷基；優選地，r1為環戊基、環己基、環庚基；m/n的比值為1:1～1:10；m＝1-50、n＝10-100，且m、n為整數。

7、在一種實施方式中，所述低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷由以下方法制備：

8、八甲基環四硅氧烷和環烷基甲基二甲氧基硅烷在催化劑存在下進行開環聚合反應；聚合反應結束，使用六甲基二硅氧烷封端，終止反應；經分離后得到低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷。在一種實施方式中，所述非離子型乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，結構式為：

9、r2-(och2ch2)o-oh；

10、r2為c10-c18的長鏈烷基或苯基；o＝3～25，且o為整數。

11、在一種實施方式中，所述兩性離子乳化劑為烷基甜菜堿，結構式為：

12、r3-n+(ch3)2ch2coo-；

13、r3為c10-c18的長鏈烷基。

14、在一種實施方式中，所述表面活性調節劑為氟改性聚醚，結構式為：

15、cf3(cf2)pch2ch2o(ch2ch2o)qh；

16、p＝3～7，q＝5～15，且p、q為整數。

17、在一種實施方式中，所述抗泡層增強劑為含乙烯基的改性硅氧烷；結構式為：

18、(ch3)3sio-[si(ch3)(ch＝ch2)o]y-si(ch3)3；

19、y＝10～60，且y為整數。

20、在一種實施方式中，所述抗高溫助劑為耐高溫脂肪酸酯；結構式為：

21、r4coo(ch2ch2o)xh；

22、r4為c16-c18的長鏈烷基，x＝10～20，且x為整數。

23、第二方面，本申請實施例提供了一種適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑的制備方法，包括以下步驟：

24、步驟s1，攪拌狀態下，將非離子型乳化劑、兩性離子乳化劑加入到流動狀態下的低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷中，攪拌均勻；緩慢升溫并保溫，形成穩定乳化體系；

25、步驟s2，向乳化體系中依次加入表面活性調節劑、抗泡層增強劑和抗高溫助劑，每次添加后攪拌，混合均勻；

26、步驟s3，混合完成后，繼續攪拌并緩慢降溫，過濾，得到所述適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑。

27、在一種實施方式中，步驟s1中，非離子型乳化劑預先在室溫下進行溶解；攪拌的速率為500-1000rpm；將低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷加熱至40-50℃達到流動狀態；緩慢升溫至60-70℃，保溫5-10min。

28、在一種實施方式中，步驟s2中攪拌速率為700-1200rpm；攪拌時間為10-15min。

29、在一種實施方式中，步驟s3中，降溫至室溫。

30、第三方面，本申請實施例提供了一種上述適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑在水性切削液、油性研磨液、高溫高速切削液中的應用。

31、上述技術方案中的優點或有益效果至少包括：

32、本申請的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，通過設計低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷為核心的有機硅消泡劑，輔以復合乳化體系和功能性助劑，開發出適用于金屬加工液的高效消泡劑，保證在高溫、高剪切條件下的穩定性和快速消泡性能，適應現代加工液工況需求。

33、上述概述僅僅是為了說明書的目的，并不意圖以任何方式進行限制。除上述描述的示意性的方面、實施方式和特征之外，通過以下的詳細描述，本申請進一步的方面、實施方式和特征將會是容易明白的。

技術特征：

1.適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，其特征在于，包括以下重量份數的原料：

2.根據權利要求1所述的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，其特征在于，

3.根據權利要求2所述的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，其特征在于，所述低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷由以下方法制備：

4.根據權利要求1所述的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，其特征在于，

5.根據權利要求1所述的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，其特征在于，

6.根據權利要求1所述的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，其特征在于，

7.根據權利要求1所述的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，其特征在于，

8.根據權利要求1所述的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑，其特征在于，

9.一種適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.權利要求1-9任一項所述的適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑在水性切削液、油性研磨液、高溫高速切削液中的應用。

技術總結
本申請提出一種適用于金屬加工液的高效有機硅消泡劑及其制備方法和應用，所述消泡劑包括低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷、非離子型乳化劑、兩性離子乳化劑、表面活性調節劑、抗泡層增強劑和抗高溫助劑；通過設計低分子量環烷基改性聚二甲基硅氧烷為核心的有機硅消泡劑，輔以復合乳化體系和功能性助劑，開發出適用于金屬加工液的高效消泡劑，保證在高溫、高剪切條件下的穩定性和快速消泡性能，適應現代加工液工況需求。

技術研發人員：羅彤,趙虹
受保護的技術使用者：佛山市南海大田化學有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13