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膠體磨用于環保型水性涂料消泡劑
來源:www.wukr.icu | 發布時間:2011/7/31 | 瀏覽次數:

摘要:成功制備了適用于水性涂料的消泡劑,并與國外產品進行了對比。結果表明:該產品活性組分消泡效率更高,具有較高的使用和推廣價值。

   中圖分類號:TQ423.95文獻標識碼:A文章編號:10040935(2005)09037802

    水性涂料以水代替有機溶劑、以合成樹脂代替植物油,不僅提高了涂料的性能、解決了涂料施工中溶劑揮發帶來的危害,而且安全、衛生、價廉、環保,因此水性涂料生產技術得到了空前的重視與發展。

    由于在配方中不可避免地采用了各種添加劑(大多是表面活性劑),水性涂料的泡沫問題極其顯著,因此必須添加消泡劑。水性涂料最常用的消泡劑主要是礦物油(可能含有少量有機硅)和有機硅兩大類產品。目前國內大多數水性涂料廠家使用礦物油消泡劑,每年其消耗量大約在5000t左右,其中大部分產品都來進口,價格昂貴。為了實現礦物油消泡劑的優質國產化,最終替代國外進口產品,作者采用自制的添加劑替代有機硅組分,減少礦物油用量,并進一步采用乳化工藝,成功制備了適用于水性涂料的消泡劑,為國內同行業的生產廠家提供一種可行的生產路線。

    1實驗

    1.1藥品

    礦物油;疏水白炭黑;N,N′-硬脂酰乙二胺;分散劑;添加劑A(自制);CMC;Span60;聚氧乙烯(40)硬脂酸酯;山梨酸。

    1.2步驟

    1.2.1預混液的制備

    將18g疏水白炭黑加入己加熱至100℃的150g礦物油中,攪拌混合,將混合物冷卻至室溫得到二氧化硅/礦物油分散液。

    將70gN,N′-硬脂酰乙二胺、2g分散劑、同30g礦物油混合,加熱,加入30g自制的添加劑A,加熱至120~135℃,保溫20min,與室溫下的二氧化硅/礦物油分散液混合,經膠體磨研磨均化得到預混液。

    1.2.2增稠液的制備

    將196g去離子水加熱至70℃以上,在攪拌狀態下緩慢加入4g增稠劑CMC,保溫攪拌約60min,冷卻至35℃以下得增稠液。

    1.2.3乳化

    將260g去離子水加熱并保溫在70~80℃,再將60g乳化劑(5.5份Span60與4.5份聚氧乙烯硬脂酸酯混合物)加至熱水中,攪拌10min,然后在適當攪拌下緩慢加入預混液,同時保持溫度在70℃以上。繼續混合30~60min,混合均勻后冷卻至55℃,經膠體磨研磨至顆粒粒徑在10μm以下,與增稠液高速攪拌混合30min,加入2g山梨酸和178g去離子水攪拌均化60min,即得消泡劑成品。

    1.3技術性能指標

    本樣品技術指標為白色乳液;水中易分散;貯存不分層,有效期1年;有效成分30%。

    2結果討論

    2.1活性組分的選擇

    用礦物油、植物油、高級醇、高級脂肪酸分別與疏水白炭黑、N,N′-硬脂酰乙二胺、高級脂肪酸金屬皂、高級脂肪酸甘油酯、丙二醇環氧乙烷加聚物、添加劑A、有機硅樹脂及改性有機硅樹脂等分別配制,結果由礦物油、N,N′-硬脂酰乙二胺和添加劑A復合配制的活性組分綜合性能較佳。

    2.2乳化劑的選擇

    用Span60、OP-10、Tween85、聚氧乙烯硬脂酸酯等乳化劑進行乳化,發現Span60與聚氧乙烯硬脂酸酯復配進行乳化比較容易、穩定。

    2.3消泡性能測試

    以畢克(BYK)、羅納普朗克(RHONEPOULENC)及漢高(Henkel)公司產品BYK-034、681F、NopcoNXZ以及Foamaster111為對比產品。稱取200g純丙乳液(AC-261),加入消泡劑,以2000r/min轉速攪拌10min,然后立即測密度;2周老化后再次以2000r/min轉速攪拌10min,立即測密度。

    對比產品添加量為0.2%,本樣品添加量為0.4%即有效組分添加量為0.12%。在純丙乳液(AC-261)中消泡性能測試結果見圖1。

    與國外產品相比,在有效組分用量僅為進口產品的60%時,破泡、抑泡性能和指標均接近于國外產品,而持久性則更加優異;活性組分消泡效率更高,剔除了有機硅組分,避免了產生縮孔的可能。

消泡性能測試結果

消泡性能測試結果

    3結論

    環保型水性涂料礦物油消泡劑制備工藝簡單可行。所得產品的各項性能指標均接近于國外優質產品,且抑泡持久性則更加優異。本品貯存穩定不分層、不會產生燃燒和爆炸危險、有效期為12個月,完全可以作為國外同類產品的替代品,值得在國內同行業的生產廠家推廣應用。

   

 
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