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1、研究高压均质高效消泡剂的预处理及其性能评价为了使泡沫能够有效的被消除掉，我们对高效的消泡剂进行一些预处理，比如对于乳液型的消泡剂，我们可以将其细化再分散;对于混合物型的消泡剂，我们对其预乳化，以增加其与聚合物乳液的相容性。这些预处理需要通过一定的机械方式来完成，在尝试了高速分散、超声、高压均质之后，我们选择了高压均质，因为前两者的机械作用强度不够，难以实现我们的设想。本研究就是针对高压均质预处理高效消泡剂A和消泡剂B来展开的，其中前者为乳液型的消泡剂，存在着难分散和分散后消泡剂易团聚导致涂膜出现缩孔的问题，后者为含气相二氧化硅的共聚物消泡剂，主要是相容性差而难分散。不仅研究了高压均质的工艺，也
2、对预处理后消泡剂的消泡性能进行了研究，从而为有效的消除泡沫、使高效消泡剂得以推广使用做出了微薄的贡献。实验仪器及原料实验中用到的主要仪器如表3-1所示，主要实验原料如表3-2所示。表3-1主要实验仪器Table 3-1 Experimental instruments 仪器名称及型号分散搅拌器QBB涂料型比重杯测温仪规格166HZ 37ml/ 4 oc 32 7600C 制造商德国VMAGetzmann上海现代环境工程技术研究所德国欧普士高压均质机。1500barNano-OeBEE粒度分布仪0.6日m-6m旋转粘度仪ASTM 0562 涂布器75/100m 美国OeBEE美国PSS英国she
3、en天津材料试验机厂表3-2实验中的主要原料Table 3-2 Experimental materials 试剂名称规格生产厂家ACI-2902乳液工业级武汉安泰化学工业有限公司氨水分析纯北京化学试剂厂成膜助剂工业级00认/增稠剂工业级明凌基材润湿剂工业级Evonik Tego Chemie GmbH 多功能助剂工业级DOW 乳化剂工业级罗地亚消泡剂A工业级Evonik Tego Chemie GmbH 消泡剂B工业级Evonik Tego Chemie GmbH Airex 902 W 工业级Evonik Tego Chemie GmbH 实验原理高压均质是通过柱塞泵将物料提取到均质阀，然
4、后在均质阀所在区域发生物料的细化和均匀混合，从而提高物料的分散性及稳定性。高压均质的原 理是:物料经由柱塞泵吸入并施加一定压力，当通过特定宽度的限流缝隙(工作区)时，物料由于瞬间失去了压力，会以极高的流速(1000至1500米/秒)喷出，与高压均质机内的碰撞环发生撞击，此时出现了三种效应:空穴效应:由于物料被压缩，所以物料内部的能量非常大，当经过限流缝隙瞬间失去压力后，物料内部的能量就会迅速释放出来而产生爆炸，引起物料剧烈的粉碎细化。撞击效应:当物料以极高的流速撞击到碰撞环上时会因为两者之间的剧烈碰撞而使物料粉碎细化。剪切效应:高速物料通过阀腔通道和限流缝隙时会产生强烈的剪切。经过这三种效应的
5、共同作用物料得到了充分的细化和混合。实验方法消泡剂依据存在形式，可以大致分为两类:一类是具有较高活性的油性消泡剂，消泡效率高，用量少，但与水性体系相容性较差，难以在水性体系中分散，需要较高的剪切速率与较长的分散时间;另一类是将上述高活性的消泡剂进行乳化处理，得到乳液型消泡剂，与水性涂料体系相容性有所改善，但是也要高剪切与长时间的分散。针对上述两种不用情况，本文中的高压均质采取了不同的工艺手段:相容性较差的油性消泡剂B在高压均质的时候添加适当乳化剂和水，通过高压均质将其处理成乳液，使其在细化的同时提高了与水性体系的相容性;而乳液型消泡剂A为了保证储存的稳定性，体系粘度较大，为了保证较好的均质效果
6、，需加水稀释后再进行高压均质。通过对预处理后消泡剂在水性木器漆制备过程、贮存过程中的相容性与消泡性进行研究，从而确定最佳的高压均质预处理工艺。高压均质预处理后消泡剂持久消泡性的测试利用高压均质预处理过的消泡剂制备好水性木器漆以后，在贮存不同时间段后对水性木器漆进行高速搅拌，使其体系中产生大量泡沫，搅拌结束后采用QBB涂料型比重杯法测试其密度随时间的变化。为了减少环境因素对测量过程与测量结果的影响，在实验中比重的测试过程都是在恒温200C下进行的，排除了因温度变化而对密度产生的影响。因此，我们直接用施加硅码的重量X，即试样的重量来直接代替密度表征消泡剂的消泡性。将采用高压均质预处理后的消泡剂制好
7、的漆在贮存第2天、第9天、第16天、第23天的时候分别用比重杯法5m其消泡性。测量时先将木器漆高速搅拌15分钟，使之产生一定的泡沫，然后每隔20分钟测量一次，监测1个小时内比重的变化，以此来表征消泡剂的消泡性好坏。结果与讨论经高压均质处理后消泡剂的相容性得到了提高，与此间时消泡性可能会有所变化，所以我们研究了高压均质处理过程中各因素对消泡剂高压均质处理后消泡性的影响，以确定最佳的实验条件。对于油性消泡剂消泡剂B来说，主要的影响因素有:稀释比例、乳化剂用量、高压均质的时间以及高压均质的压力。由于消泡剂B为油性消泡剂，所以高压均质的时候加入乳化剂，以提高高压均质液的稳定性。为了提高与体系的相容性，
8、高压均质时也采用与乳液体系相对应的乳化剂。然而乳化剂的用量至关重要:用量不够时，高压均质后得到的乳液稳定性难以保证;用量过多时，多于的乳化剂会有起泡和稳泡作用，使泡沫难以消除，产生副作用。乳化剂的用量为消泡剂B的0.3%时，利用高压均质液制备的水性木器漆具有最好的持久消泡性。由于消泡剂B为聚隧硅氧炕共聚物，含气相二氧化硅，属于油性消泡剂。为了提高制漆过程中其与乳液的相容性，高压均质的时候向其中添加与乳液体系相对应的乳化剂，并加水稀释，高压均质处理后得到的为乳液型消泡剂。对消泡剂B进行稀释需要对水的添加量进行控制:稀释过多就会导致高压均质后乳液的有效成分过低，对于后期的使用不方便;稀释不够就难以保证高压均质后乳液的稳定性。高压均质中的均质时间是由高压均质次数来控制的，均质的时间太短，消泡剂可能达不到理想的细化程度，得到的均质液可能也不均匀;时间太长会导致均质液温度升的过高，对均质液稳定性不利。经过实验我们发现，高压均质的时间对消泡剂消泡性的影响不明显，所以在保证高压均质处理后消泡剂均匀性的前提下我们尽量减少高压均质的时间，这样不仅提高了生产效率，也节省了能源。
