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新型装置制备氨基硅油乳化液的技术与应用

【摘要】氨基硅油乳液乳化制备工艺目前普遍采用将硅油单体同

相应表面活性剂混合，在一定温度下，通过分步加水方式逆相乳化

的模式进行釜式制备。利用这种工艺进行乳化操作，由于通过分步

加水实现将产品由“水包油”经转相形成“油包水”乳液，需要经

历雪花膏状过程，不仅耗时耗能，且容易出现产能放大瓶颈，尤其

不利高浓硅乳产品的生产。同时由于釜式制备的工艺局限产品稳定

性较差。本论文着重研究在选择匹配的表面活性剂的情况下，较短

的单位时间内给予体系一个能快速形成均相体系。即选择新型氨基

硅油乳化工艺技术，提高产品的分层时间和生产效率。

【关键词】氨基硅油乳液乳化泵分层共轴乳化釜乳化剂均

匀混合液体

1共轴乳化釜生产现存情况

公司在这几年的生产过程中一直存在产品质量稳定性较差和单

釜产量不能放大问题，主要表现在：1车间生产装置无法达到实验

室乳化效果，即无法实现手工搅拌的机械效果；曾对共轴搅拌进行

过两次改进，效果有一定改进但始终无法达到预期效果，为此只能

通过配方调整弥补一定的设备不足问题，80%以上的高粘度硅油稳

定性较好，虽然通过增加产品黏度（即降低产品流动性）质量稳定

性提高但随之带来厂家化料困难问题，出现需要额外送反应釜供客

户化料现象。主要技术问题在于：如何解决瞬间乳化和快速混合均

匀问题，以及解决乳化过程中“雪花膏状”非流体黏度过程的处理

上）2生产装置不宜放大，1吨不锈钢共轴搅拌釜进行500-700公

斤的乳化效果不能用2吨、3吨进行取代。在销售增长情况下出现

生产平颈问题，生产时间长而产能小，生产成本高问题。

2新型氨基硅油乳化工艺2.1原理

利用合理的乳化剂（表面活性剂）上“疏水基团”同氨基硅油形

成分子间键能结合原理，通过机械搅拌、剪切力作用下，将乳化剂

均匀分布在硅油分子表面，形成均匀混合液体。在均匀混合体中逐

步加入“水”，利用吸附在硅油表面的乳化剂分子上的“亲水基团”

同水结合，完成逐步形成一个“油包水”体系在经过“转相”达到

一个稳定的“水包油”体系。

氨基硅油乳化过程中，油珠颗粒大小与外观的透明度关系油珠直

径小于0.05μm呈透明“悬浮液”。该透明“悬浮液”油珠的重力、

分子间引力、在温度、外力等影响下，远远小于乳化剂间的结合键

能，解决了传统工艺易分层的问题。

2.2系统组成

控制系统：利用plc、变频器、电磁流量计控制硅油与水的流量，

达到乳化的配比稳定误差小于5%。硅油与乳化剂混合釜：利用普

通搪瓷反应釜完成硅油与乳化剂的均匀混合，采取电磁流量计计量

以及合理的温度控制，实现乳化剂与氨基硅油形成分子间键能结

合。水槽：利用合适的水槽采取电磁流量计计量以及合理的温度控

制，完成合适的硅油乳化水量控制。转子泵：电机转速为0～

1450r/min；宁波得利时泵业有限公司。完成硅油原液与乳化剂混

合后的物料输送，常规配置，电机采用变频器控制。离心泵：转速

为0～1450r/min；完成硅油乳化用水量的补给，常规配置，电机采

用变频器控制。高剪切乳化泵：高剪切乳化泵泵体代替乳化釜实现

混合无死角、快速剪切、缩短生产时间，高效制备w/o体系的氨基

硅油乳液。电机转速为0～2900r/min；常规配置，电机采用变频器

控制。硅油乳液槽：普通收集槽，保温控制。

2.3乳化工艺流程

2.3.1氨基硅油工艺流程图，（见图1）

2.3.2氨基硅油工艺

3新旧工艺生产定性对比

（1）共轴乳化釜与高剪切乳化泵装置之间差异性对比：（见表1）

（2）硅油乳液产能统计对比表：（见表2）。

从设备结构上可以看出：乳化泵是将原本1-2米直径的乳化主体

转移到25-30厘米泵体内乳化，解决瞬间乳化和快速分散混合作用，

因其乳化速度取决于泵体处理功率大小，产能放大容易同时解决生

产平颈问题（在产量增加情况下，实现连续流水化作业）。

4结束语

新型的氨基硅油乳化工艺提高产品品质与产品性能，解决共轴釜

无法实现的乳化质量问题，如高粘度硅油易分层问题（目前新工艺

已经可以做到1个月甚至更长时间不分层）；提高了生产效率，解

决反应釜物料容量瓶颈，降低产品能耗及相应生产设备投入成本；

同时提升了硅油乳化工艺的探索，改变传统的釜体搅拌乳化的生产

模式，从产能、品质上了实现了质的跨越，体现了小装置大生产的

先进性。从本套设备生产原理上，本装置可以通过