本发明涉及消泡剂，尤其涉及一种电厂海水直冷系统用环保消泡剂及其制备方法。
背景技术：
1、电厂海水直冷系统是一种采用海水作为冷却介质的系统，主要用于电厂等工业设施的冷却过程。该系统利用海水的广阔资源和优良的热传导性能，实现电厂设备的有效冷却，确保电厂安全、稳定、高效地运行。然而，电厂海水直冷系统也面临一些挑战和问题。海水中含有的杂质和微生物可能对冷却设备造成腐蚀和堵塞，需要采取有效的防腐和防堵措施。此外，海水的温度和盐度变化也可能对冷却效果产生影响，需要进行合理的调控和优化。
2、环保消泡剂是一类具有环保特性的特殊化学品，旨在有效地破坏液体中的气泡、降低表面张力并稳定泡沫。随着环保意识的提高和绿色生产的需求增加，环保消泡剂的应用逐渐得到广泛关注和推广。
3、电厂海水直冷系统用环保消泡剂，是一种专为电厂海水直冷系统设计的添加剂，旨在解决该系统中可能产生的泡沫问题。随着电厂运行效率和水资源利用率的日益提高，海水直冷系统作为一种高效的冷却方式，得到了广泛的应用。然而，海水中的有机物、微生物以及系统操作等因素，常常导致泡沫的产生，这不仅影响了冷却效果，还可能对设备造成损害，甚至带来安全隐患。因此，开发一种高效、环保的消泡剂成为了电厂运行的迫切需求。
4、cn101780382a公开了一种多活性组分的延迟焦化非硅消泡剂及其制备方法，该方法制备的消泡剂是由30-50质量份的聚醚或改性聚醚聚合物，25-35质量份的高碳醇混合物，10-15质量份的高碳醇脂肪酸酯或脂肪酰胺，15-20质量份的烃化油复合而成。消泡剂的制备方法是将聚醚或改性聚醚聚合物、高碳醇混合物、高碳醇脂肪酸酯或脂肪酰胺和烃化油按比例加入到反应釜中，搅拌，缓慢升温至50-100℃，反应1-2小时,最后结束搅拌，冷却后过滤除去固体杂质即制得延迟焦化非硅消泡剂。但是该方法制备的消泡剂需要使用烃化油，容易出现环境污染这些问题。
5、cn117180803b公开了一种稀土元素改性硅氧烷消泡剂的制备方法及其应用，该制备方法先对烯丙基缩水甘油醚进行改性，然后将改性烯丙基缩水甘油醚和烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚、含氢硅油、有机溶剂充分反应，制得中间体，再将中间体、硝酸镧、混合稀土充分反应后，将反应体系置于醋酸水溶液中，并依次加入液体石蜡、乳化剂乙酸乙酯后，加入甲醛溶液进行反应，调整反应条件后，加入环氧氯丙烷，进行充分反应，制得稀土元素改性硅氧烷消泡剂。该方法提供的稀土元素改性硅氧烷消泡剂的制备方法制得的稀土元素改性硅氧烷消泡剂离心稳定性好，即使在长时间放置后，仍有好的消泡性和抑泡性，且对金黄色葡萄球菌和白色念球菌具有高的抑制率，杀菌。但是，该方法制备的消泡剂需要使用稀土元素，成本较高，同时稀土元素的利用可能也会对环境带来潜在的污染。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提高电厂海水直冷系统环保消泡剂的消泡效果。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种电厂海水直冷系统用环保消泡剂，包括以下组分：聚二甲基硅氧烷、复合乳化剂和改性纳米二氧化硅；所述改性纳米二氧化硅由二氧化硅、亲水修饰剂、疏水修饰剂制备而成。
3、优选的，所述改性纳米二氧化硅的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤一、将二氧化硅、水在高速搅拌下分散成乳液，加入亲水修饰剂、疏水修饰剂，调节溶液的ph为8-9，在50-80℃高速搅拌1-2h，得到混合溶液；
5、步骤二、将混合溶液减压抽滤，得到的滤饼经干燥、粉碎1-3次得到改性纳米二氧化硅。
6、更优选的，所述改性纳米二氧的制备方法，包括如下步骤，以重量份计：
7、步骤一、将2-15份二氧化硅、20-50份水在高速搅拌下分散成乳液，加入2-10份亲水修饰剂、2-10份疏水修饰剂，调节溶液的ph为8-9，在50-80℃高速搅拌1-2h，得到混合溶液；
8、步骤二、将混合溶液减压抽滤，得到的滤饼经干燥、粉碎1-3次得到改性纳米二氧化硅。
9、优选的，所述疏水修饰剂为1,6-双三甲氧基硅基己烷、十八烷基三甲氧基硅烷、三乙氧基-（4,4,5,5,6,6,7,7-八氟-10-三乙氧基硅烷基癸基）硅烷中的任意一种。
10、更优选的，所述疏水修饰剂为三乙氧基-（4,4,5,5,6,6,7,7-八氟-10-三乙氧基硅烷基癸基）硅烷。
11、优选的，所述亲水修饰剂为n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、(3-氨丙基)三甲氧基硅烷、2-[[2-[(6-异氰酸酯己基)氨基]乙基][3-(三乙氧基硅基)丙基]氨基]乙醇中的任意一种。
12、优选的，所述复合乳化剂为亲油性乳化剂span-80和亲水性乳化剂tween-80的混合物。
13、更优选的，所述复合乳化剂为质量比2:1的亲油性乳化剂span-80和亲水性乳化剂tween-80的混合物。
14、一种电厂海水直冷系统用环保消泡剂的制备方法，包括如下步骤，以重量份计：
15、s1、将1-10份改性纳米二氧化硅与80-110份聚二甲基硅氧烷在高速搅拌下升温至150℃，恒温高速搅拌3-6h，然后冷却至室温，得到硅膏；
16、s2、将s1中制备的硅膏、复合乳化剂，高速剪切1-2h后，匀速加入水，继续乳化1-3h后，即得环保消泡剂。
17、在这个配方中，各原料及其作用如下：
18、聚二甲基硅氧烷：纯聚二甲基硅氧烷单独作为消泡剂时，其消泡时间长，性能较差，在溶液中分散性较差，单独作为消泡剂时，难以发挥较好的消泡效果，二氧化硅作为分散剂加入纯聚二甲基硅氧烷中，通过与二氧化硅进行复配制备硅膏。由于二氧化硅的“针”效应，“针”效应是指复合物小球在进入泡沫膜时通常表现出更低的进入壁垒，破坏不对称的油-水-空气膜的稳定性，促进油滴的进入，加速泡沫膜的破裂。二氧化硅的“针”效应使得复合物在表面活性剂浓度较高的溶液中也能起到快速的消泡效果。为增加聚二甲基硅氧烷对二氧化硅的浸润性，提高有机硅消泡剂的分散性，从而提高消泡剂的消泡效果。
19、复合乳化剂：由于聚二甲基硅氧烷的疏水性和高表面张力，使得聚二甲基硅氧烷在水中较难分散，通过使用复合乳化剂，乳化剂在油-水界面定向排列形成界面膜，以增加乳液体系的稳定性，减少消泡剂出现分层的情况。
20、二氧化硅：纳米二氧化硅粒径小、比表面积大，有良好的分散和吸附性能，且表面有大量的si-oh。有机硅消泡剂具有表面张力小；热稳定性好，可在较大温度范围使用；化学稳定性好；生理惰性，对生物和环境友好；对多种起泡体系有抑泡、破泡功能。二氧化硅表面的硅羟基与亲水修饰剂和疏水修饰剂反应生成化学键，使二氧化硅表面接枝有机基团，以达到提高二氧化硅颗粒与硅油相容性、提高硅油消泡性能的目的。
21、疏水修饰剂：通过添加疏水修饰剂，二氧化硅表面接枝有更多的疏水链，二氧化硅表面负载的聚二甲基硅氧烷链越多，疏水排液的“针”效应越强，穿透油-水-空气界面的效率提高，消泡剂的消泡持久性越好，提高了破坏泡沫膜的速率。
22、亲水修饰剂：通过加入亲水修饰剂，可以使二氧化硅的吸油值和比表面积增加。吸油值反应了二氧化硅的结构性，吸油值越大，二氧化硅的结构性越高，越易形成空间网络。吸油值的增大表明了亲水修饰剂的加入增加了二氧化硅的空间网络结构，颗粒与颗粒间的空隙增大，有利于减少二氧化硅的二次堆积和团聚现象，提高二氧化硅的分散性。亲水修饰剂含有氨丙基，氨丙基中氮原子上有孤对电子，与氢原子结合时，表现出较大的电负性，形成强极性键；聚二甲基硅氧烷是以si-o-si为主链的聚合物，有电负性强的氧原子且含有大量的孤对电子，氨丙基中强极性键（n-h）上的氢原子与聚二甲基硅氧烷的氧原子形成n-h…o型的氢键，氢键的形成增加了二氧化硅与聚二甲基硅氧烷的作用力，消泡剂维持抑泡活性的时间增加，使得抑泡效率增加。
23、本发明的有益效果：
24、本发明以疏水修饰剂和含氨基的亲水修饰剂对二氧化硅进行改性，利用疏水修饰剂增加对静态消泡性能的积极作用，增加了二氧化硅穿透油-水-气三相界面的“针”效应；亲水修饰剂对消泡剂的抑泡性能有较大提升。并将改性二氧化硅与聚二甲基硅氧烷共混制备硅膏消泡剂，再与复合乳化剂制备乳液型消泡剂，有利于提高消泡剂的分散稳定性和存储稳定性。
1.一种电厂海水直冷系统用环保消泡剂，其特征在于，包括以下组分：聚二甲基硅氧烷、复合乳化剂和改性纳米二氧化硅；所述改性纳米二氧化硅由二氧化硅、亲水修饰剂、疏水修饰剂制备而成。
2.如权利要求1所述的电厂海水直冷系统用环保消泡剂，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的电厂海水直冷系统用环保消泡剂，其特征在于，所述改性纳米二氧的制备方法，包括如下步骤，以重量份计：
4.如权利要求1所述的电厂海水直冷系统用环保消泡剂，其特征在于，所述疏水修饰剂为1,6-双三甲氧基硅基己烷、十八烷基三甲氧基硅烷、三乙氧基-（4,4,5,5,6,6,7,7-八氟-10-三乙氧基硅烷基癸基）硅烷中的任意一种。
5.如权利要求1所述的电厂海水直冷系统用环保消泡剂，其特征在于，所述疏水修饰剂为三乙氧基-（4,4,5,5,6,6,7,7-八氟-10-三乙氧基硅烷基癸基）硅烷。
6.如权利要求1所述的电厂海水直冷系统用环保消泡剂，其特征在于，所述亲水修饰剂为n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、(3-氨丙基)三甲氧基硅烷、2-[[2-[(6-异氰酸酯己基)氨基]乙基][3-(三乙氧基硅基)丙基]氨基]乙醇中的任意一种。
7.如权利要求1所述的电厂海水直冷系统用环保消泡剂，其特征在于，所述复合乳化剂为亲油性乳化剂span-80和亲水性乳化剂tween-80的混合物。
8.如权利要求7所述的电厂海水直冷系统用环保消泡剂，其特征在于，所述复合乳化剂为质量比2:1的亲油性乳化剂span-80和亲水性乳化剂tween-80的混合物。
9.如权利要求1-8所述的电厂海水直冷系统用环保消泡剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，以重量份计：
