【消泡原理】
泡沫是气体分散于液体中的分散体系,气体是分散相,液体是分散介质,由于气体不溶于表面活性剂而形成稳定状态。气泡形成后,由于发泡体系分子间的作用,亲水基和疏水基被气泡壁吸附,形成规则排列,其亲水基朝向水相,固体消泡剂,疏水基朝向气泡内,从而在气泡界面上形成弹性膜,其稳定性很强,常态下不易*灭。同时泡沫是热力学不稳定系统,在重力作用下不断进行着液膜的下流、蒸发、*灭,以及泡沫液膜间的排液、渗透过程。
消泡的原因主要分为两方面:1)易于铺展、吸附的消泡剂分子取代了起泡剂分子,形成了强度较差的膜;2)在铺展过程中消泡剂分子带走邻近表面层的部分溶液,使泡沫液膜变薄,乳胶消泡剂,泡沫稳定性降低,易于被*。
从上面我们可以得知,消泡剂要发挥作用,首先必须渗入到泡膜的双层膜中,其渗入能力可用渗入系数 E 表示。消泡剂渗入后需要快速散布开来,其散布能力可用散布系数 S 表示,
式中:γF为泡沫介质的表面张力;γDF为消泡剂的表面张力;γD为泡沫介质与消泡剂之间的界面张力。当 E>0 时,DC-65消泡剂,消泡剂能够渗入到泡沫中;当 E<0 时,消泡剂不能渗入泡沫中;当 S>0 时,消泡剂能在液膜表面扩展;当 S <0 时,消泡剂不能在液膜表面扩展。所以,只有当 E>0,S>0 时消泡剂才具有消泡作用。
评价泡沫控制剂主要考虑一下几个方面:铺展速率;与体系的相容性;消泡的稳定性以及性价比。但是往往在一个配方中上述因素是互相矛盾的,例如,与体系相容性好的消泡剂其消泡的稳定性往往是*差的;兼容性*差的,往往其铺展速率是*快。由于涂料原材料和施工方法的多样性,消泡剂需要根据实际的情况进行评估。
1、按一定比例将需比较的消泡剂加入到清漆中,放入于玻璃瓶中,在震荡仪中震动5分钟,同时拿出观察,根据泡沫的多少初步确定消泡剂的消泡能力; 放置10分钟/30分钟后,再次观察泡沫的高度,比较消泡速度。
2、用刮板细度计刮涂漆液来确定消泡剂与体系的相容性(有无缩孔)。
3、体系泡沫消除后,观察体系的清澈度,有无混浊、分层、浮油等现象。
4、贮存稳定性:放置半月后,重复1、2、3步实验,并确定消泡剂的长效性。
5、确定添加量。
发展
近来消泡剂的研究主要集中在有机硅化合物与表面活性剂的复配、聚醚与有机硅的复配、水溶性或油溶性聚醚与含硅聚醚的复配等复配型消泡剂上,复配是消泡剂的发展趋势之一。就目前消泡剂而言,聚醚类与有机硅类消泡剂的性能*为优良,成都消泡剂,对这两类消泡剂的改性与新品种的开发研究也比较活跃.
为了消除传统消泡剂这种不可避免的弊病,出现了分子级消泡剂,这类消泡剂由特殊的矿物油及特殊的分子级消泡物质组成,整个分子呈类似于网状的超分支结构,具有多个锚*,同时具有一定的自乳化作用,无需另外添加乳化剂,不会出现因乳化剂脱离而造成的缩孔现象。