苏州百斯盾化工有限公司
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苏州百斯盾化工表示,近年来,我国涂料产量的迅猛增长给消泡剂市场带来了一定增长。据了解,2011年1-7月,我国涂料(油漆)累计生产579.12万吨,同比增长19.81%。预计,2011全年涂料总产量将有望突破千万大关,到2015年涂料产量将有望达到1200万吨。面对涂料生产量的高速增长,市场对于助剂的需求自然会“水涨船高”。另据了解,2011年前5月份化学试剂和助剂累计工业总产值为19216.7万元,累计总产值同比增长35.59%,本年累计工业销售产值同比增长35.88%。从数据上看,2011年化学助剂产业的正保持高位增长,相信涂料业产量上升也是带动其发展重要推动力。而消泡剂作为涂料助剂的一种,也必将受此大环境带动得到一定增长。虽然,消泡剂能达到消除涂料中气泡的目的,但水性漆的气泡一直都是让生产者和使用者相当头痛的问题。根据苏州百斯盾化工工作人员的介绍:气泡的产生和稳定,简单的讲就是表面张力越低,体系形成泡沫所需的自由能就越小,就越容易产生泡沫。但是这样的泡沫并不一定很稳定,只有当体系中含有能形成弹性膜的表面活性物质,如:分散剂、增稠剂、流平剂等,泡沫才能稳定。了解了基本的稳泡原理,要消泡就好办了,首先要注意有没有稳泡的成分在体系里面,然后选择合适的消泡剂,一般含硅的消泡剂效果会好一点,但要注意会影响其他性能。还要注意不同的体系要用不同类型的消泡剂,如丙烯酸乳液、聚氨酯分散体、水溶性树脂等各体系所适用的消泡剂类型都不相同,具体要通过实验来验证。有很多消泡剂有很强的破泡能力,但是抑泡能力较差,对使用过程中产生的气泡作用不大,这时就要考虑两种或多种消泡剂混合使用,并且应该分两次加入,研磨时加入抑泡效果好的消泡剂,成漆时加入破泡效果好的消泡剂。当然,消泡和体系粘度也有关,粘度小消泡自然快。另外,消泡和体系的挥发性也有关,挥发很快的漆液,表面会干结,当气泡浮到表面来不及破灭,就被固定住,会越积越多。除此之外,苏州百斯盾化工认为,消泡剂的正确选择也是涂料消泡的重要步骤,只有选择了适合的消泡剂,涂料效果才能得到体现。因此,大家在选择水性涂料消泡剂的时候一定要注意其消泡能力是否强大、稳定性能是否良好、是否不影响光泽、有无重涂性等障碍四个方面。笔者在此建议大家采用高速搅拌法检验消泡剂的消泡能力、固定转速、搅拌时间、用量、粘度等参数,然后比较泡沫的高度以及消除的时间。另外,消泡剂的用量也要特别注意,一般高粘度的乳胶漆,由于消泡困难,稳泡因素也多,加量稍多些,一般为0.3-1.0%。低粘度的乳胶漆或水溶性涂料,尤其是水溶性涂料,由于含有一定量的助溶剂,可以适当减少用量,一般为0.01-0.2%即可。其他水性涂料或树脂,一般为0.1%左右。反正加量并不是越高越好,多了会引起缩孔、油花等漆病,含硅的消泡剂多了,还会影响再涂性。就是加入的方法,大多数消泡剂不能直接加入到已稀释的水性涂料中去,一般都要在树脂或涂料的粘度较高时加入,并有良好的分散。另外分两次加入,一次在研磨料中,另一次在成漆时加入,每阶段各加一半。通过以上三个方面,相信在一定程度上可以帮助您成功消除涂料中的气泡。
水处理中的泡沫问题困扰了很多的人,调试初期泡沫、表面活性剂泡沫,冲击泡沫,过氧化泡沫,循环水处理中投加非氧化性杀菌剂产生的泡沫等等,所以水处理中消泡剂的使用就比较常见了,本文全面介绍消泡剂的原理、分类、选型及用量!消泡原理消泡剂,也称消沫剂,原理有以下几点:01泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭该种机理的起源是将高级醇或植物油撒在泡沫 上,当其溶入泡沫液,会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后破裂。02破坏膜弹性而导致气泡破灭消泡剂添加到泡沫体系中,会向气液界面扩散,使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。03促使液膜排液消泡剂能促使液膜排液,因而导致气泡破灭,泡沫排液的速率可以反映泡沫的稳定性,添加一种加速泡沫排液的物质,也可以起到消泡作用。04添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的 疏水端,使疏水颗粒产生亲水性并进入水相,从而起到消泡的作用。05增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭某些能与溶液充分混合的低分子物质,可以使气泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降低。有这 种作用的低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类,不仅可减少表面层的表面活性剂浓度,而且还会溶入表面活性剂吸附层,降低表面活性剂分子间的紧密程度,从而减弱了泡沫的稳定性。06电解质瓦解表面活性剂双电层对于借助泡沫的表面活性剂双电层互相作用,产生稳定性的起泡液,加入普通的电解质即可瓦解表面活性剂的双电层起消泡作用。消泡剂分类常用的消泡剂按成分不同可分为硅(树脂)类、表面活性剂类、链烷烃类和矿物油类。01硅(树脂)类硅树脂消泡剂又称乳剂型消泡剂,使用方法是将硅树脂用乳化剂(表面活性剂)乳化分散在水中后投加到废水中。二氧化硅细粉是另一种消泡效果较好的硅类消泡剂。02表面活性剂类此类消泡剂其实是乳化剂,即利用表面活性剂的分散作用,使形成泡沫的物质在水中保持稳定的乳化状态分散,从而避免生成泡沫。03链烷烃类链烷烃类消泡剂是用乳化剂把链烷烃蜡或其衍生物乳化分散后制成的消泡剂,其用途与表面活性剂类的乳化型消泡剂类似。04矿物油类以矿物油为主要消泡成分。为了改善效果,有时混合金属皂、硅油、二氧化硅等物质一起使用。此外,为使矿物油容易扩散到发泡液表面,或者使金属皂等均匀分散在矿物油中,有时还可投加各种表面活性剂。消泡剂的选型选择消泡剂要符合以下几点:01在起泡液中不溶或难溶为破灭泡沫,消泡剂应该在泡膜上浓缩、集中。对破泡剂的情况,应在瞬间浓缩、集中,对于抑泡的情况应经常保持在这种状态。所以消泡剂在起泡液中是过饱和状态,只有不溶或难溶才易于达到过饱和状态。不溶或难溶,才易于聚集在气液界面,才易于浓缩在泡膜上,才能在较低浓度下发挥作用。用于水体系的消泡剂,活性成分的分子,须为强疏水弱亲水,HLB值在1.5-3范围,作用才最好。02表面张力低于起泡液只有消泡剂分子间作用力小,表面张力低于起泡液,消泡剂微粒才能够在泡膜上浸入及扩展。值得注意的是,起泡液的表面张力并非溶液的表面张力,而是助泡溶液的表面张力。03与起泡液有一定程度的亲和性由于消泡过程实际上是泡沫崩溃速度与泡沫生成速度的竞争,所以消泡剂必须能在起泡液中快速分散,以便迅速在起泡液中较广泛的范围内发挥作用。要使消泡剂扩散较快,消泡剂活性成分须与起泡液具有一定程度的亲和性。消泡剂活性成分与起泡液过亲,会溶解;过疏又难于分散。只有亲疏适宜,效力才会好。04与起泡液不发生化学反应消泡剂与起泡液发生反应,一方面消泡剂会丧失作用,另一方面可能产生有害物质,影响微生物的生长。05挥发性小,作用时间长首先要确定需要使用消泡剂的体系,是水性体系或油性体系。如发酵行业,就要使用油性的消泡剂,如聚醚改性硅或聚醚类的。水性涂料行业就要用水性消泡剂,有机硅消泡剂。选择出消泡剂,比较添加量,在参考价格,可得出最适用最经济的消泡剂产品。消泡剂用量消泡剂的种类很多,不同类型的消泡剂所需要的添加量是不同的,下面我们为大家介绍一下六类消泡剂的添加量:1、醇类消泡剂:醇类消泡剂使用时,用量一般在0.01-0.10%以内。2、油脂类消泡剂:油脂类消泡剂的添加量在0.05-2%之间,脂肪酸酯类消泡剂的添加量是0.002-0.2%之间。3、酰胺类消泡剂:酰胺类消泡剂效果比较好,添加量一般在0.002-0.005%以内。4、磷酸酸类消泡剂:磷酸酸类消泡剂最常用在纤维和润滑油中,添加量为0.025-0.25%之间。5、胺类消泡剂:胺类消泡剂主要在纤维加工中使用,添加量为0.02-2%。6、醚类消泡剂:醚类消泡剂在造纸印染、净洗中用的比较多,添加量一般是0.025-0.25%。
苏州百斯盾化工表示,随着我国经济的发展,我们现在五彩缤纷的世界得到了极大的丰富,这一切色彩的呈现都离不开一种神奇的化学助剂-纺织印染高温强碱消泡剂,它与我们的色彩世界密不可分。纺织印染高温强碱消泡剂是苏州百斯盾化工研究成果,其突出特点是在中高温强碱条件下能迅速消泡,持久抑泡。特点:高含量、溶水性好、不漂油、耐酸碱、耐高温95~130℃,在非离子和阴离子的表面活性剂系统中均能显示出优异的抑泡持久性和良好的消泡性。纺织印染高温强碱消泡剂在印染过程中直接加入到浆料池,也可以用水稀释后添加,添加用量为0.1%-0.5%,使用前先须搅拌均匀,在乳液聚合前加入,这样有很好的抑泡效果。印染过程中的泡沫被消除或抑制了,印染的效果又多了一层保障,不会再因为泡沫的存在而烦恼,使得五颜六色的织物的印染变得更容易,为印染行业发展提供了强大的堡垒!
泡沫无时无刻存在人们生活与生产之中,过量的泡沫会给生产、加工带来诸多不便,甚至会影响到产品的质量。目前,消泡剂在混凝土掺量的外加剂中,聚羧酸高效减水剂是混凝土配合比中的第五组分,成为混凝土中重要组成部分。由于聚羧酸母液本身具有很大的含气量,使混凝土产生气泡现象。若消泡剂与聚羧酸减水剂复配时,就会消除混凝土很多大气泡,有效缓解泡沫对混凝土的不良影响,提高生产效率,这些都是颇受关注的问题[1-4]。1 消泡剂的发展背景消泡剂发展历程中,主要分为四个阶段。第一类消泡剂,主要是由各种有机物构成,如:脂肪酸、矿物油、脂肪酰胺、低级醇类等。这种消泡剂多数为天然物质,对环境污染小,价格低廉。由于消泡性能比较弱,对于大量泡沫的情况不能满足生产的要求[5]。第二类是聚醚类消泡剂,分子通式为:CnH(2n+1)O(EO)a(PO)bH,聚氧乙烯基链段(EO)是亲水基;聚氧丙烯基链段(PO)是亲油基[6]。这种消泡剂抑泡性能好,无毒、无刺激、并且具有良好的分散性。在实际生产中调节聚醚的相对分子量和聚醚链段中EO、PO的比例,来满足各个生产领域的需求。目前市场上存在的聚醚型消泡剂主要有直链聚醚、醚胺、脂肪醇聚醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、等聚醚衍生物[7-8]。第三类是有机硅消泡剂[9-10],这类消泡剂较前两者消泡性能更佳。通常,分子量较大的硅油在表面活性剂溶液中不溶,而对于小分子硅油很容易被表面活性剂分子增溶,从而改变了消泡剂的组成,使消泡性能减弱。对于硅油复配的的消泡剂,不溶于水也不溶于矿物质油中,因此抑泡能力较强,同时其也大大增强其破泡效果。由于Si-O键和Si-C键相对比较稳定,允许在含有少量酸、碱、盐的体系中使用。工业生产中常用的有机硅消泡剂,多数是在硅油中添加分散助剂制得的一类硅油二次加工制品,那些都属于液体混合物。混合物从外观和流动性主要分为硅膏型、硅油型、乳液型、溶液型和固体型五类[11]。第四类消泡剂是聚醚改性硅油消泡剂[12],在前几代消泡剂的基础上应运而生,力求把聚醚、有机硅的优点整合,将聚醚链段引入硅油链段上,具有更强的消泡、抑泡性能。聚醚改性硅油属于新型的特种有机硅表面活性剂,采用含有双键的聚醚与低含氢硅油通过加成反应而成,是一种性能独特的有机硅非离子表面活性剂,其既保留了硅油的耐高低温性、耐候性、脱模性、憎水性以及生理惰性等性能,又具有聚醚无刺激性、高表面活性及易于分散的特性,聚硅氧烷链段亲油,聚醚链段亲水,这就造就了聚醚改性硅油既能溶于水相也能溶于油相,因此可作为有机硅表面活性剂使用;聚醚链段还可以作为乳化剂使乳液的性能保持稳定,有很好的分散性能。因此,聚醚改性硅油在水体系中有持久的消泡效果。由于聚醚改性硅油具有良好的耐热性,抗剪切性及耐酸、碱性能,且无毒无味、储存稳定,因而被广泛应用,尤其是在硅油消泡剂难以解决时进行应用。2 消泡剂的消破剂机理2.1 泡沫成因泡沫的产生是在机械力作用下,使不溶性气体进入到液体中,并被液体相互隔离成非均匀体系,从而形成大量气-液界面的结果。因为气相的密度〈液相的密度〈固相的密度,所以就会有气相随着浮力的作用下向液面移动的现象,产生两相泡沫或三相泡沫。起泡液几乎都是溶液,纯净液体一般不起泡。如果把液体搅拌时,液体表面产生一层较稳定的液膜,这时气体无法一直向外逃逸,产生的气泡聚集就会成为泡沫,这种被隔离的气泡聚集物就是俗称的泡沫。泡沫的稳定与液相的粘度大小、表面弹性作用、表面流变性都会有很大的因素,一般很难得到稳定并持久的泡沫。2.2 消泡剂的消泡机理在混凝土中添加消泡剂,能够防止混凝土拌合物中气泡产生或使原有气泡减少。实验中所加入的消泡剂是一种表面活性剂,可降低液相的表面张力,润湿角减小到一定程度时,气泡即脱离固体表面的吸附而逸出或破灭,所以加入消泡剂能在一定程度上消除混凝土中的的气泡,有效防止或消除混凝土产生表面的蜂窝、麻面,使混凝土的表面具有较高的平整度和光泽度,表层性能等得到改善。消泡的涵义主要有两方面,一是“破泡”,即消除已产生的泡沫;二是“抑泡”,即阻止泡沫的再生。性能优异的消泡剂往往同时兼具优良的破泡及抑泡能力。虽然消泡剂的使用由来已久,但对不同消泡体系需要不同类型的消泡剂,并且因化学结构和性质不同,消泡剂的作用机理至今仍莫衷一是。普遍被人们所接受的消泡剂机理,有以下3种:(1)罗斯假说将消泡剂添加到起泡体系,消泡剂分子就会靠近到泡沫。首先消泡剂附着在泡沫液膜上开始侵入,逐渐在泡膜上扩展开来,使得泡膜局部厚道骤减,最终导致气泡合并或破灭。罗斯曾经明确的说过:没有任何一种消泡机理能涵盖所有的消泡现象,各式各样、纷繁错杂的消泡剂,可以对应着多种消泡机理。(2)疏水固体颗粒的消泡机理起泡液中添加疏水固体颗粒后,疏水颗粒会立即吸附起泡液中表面活性剂的亲水端,使得疏水颗粒的最外层变为表面活性剂的亲水端,具有亲水性,进入水相,疏水固体颗粒大量吸附起泡体系的表面活性剂,使得起泡液中表面活性剂的浓度骤降,致使泡沫破裂。这种消泡机理不能解释其他消泡剂的作用机理,过于片面。(3)聚醚改性硅油的消泡机理对聚醚改性硅油作为消泡剂的消泡过程解释,最为完备的消泡机理有:“桥连-拉伸”机理、“桥连-排湿”机理两种。桥连-拉伸”机理基于硅油独特的低表面张力极易铺展的特点,指出消泡剂液滴能够产生不同程度的变形,但该机理难以说明硅膏与纯硅油区别;“桥连-排湿”机理基于硅油的亲油性,能够说明低粘度聚醚改性硅油的作用原理。桥连-拉伸”机理[13-14]:消泡剂的表面张力远远低于液膜的表面张力,消泡剂的液滴得以在液膜表面持续铺展、深入,泡沫局部液膜继续变薄,最终形成油在水中间的桥连,油相、水相的表面张力相差甚远,油相在周围水相不断地牵引下,拉长变薄,形变超过一定范围后,液膜被破坏,导致泡沫破裂。“桥连-排湿”机理[15]:向起泡液中加入固体疏水颗粒消泡剂后,消泡剂立即在泡沫体系中分布开来,疏水颗粒固定在泡沫液膜表面,当固体颗粒与液膜之间具有足够的疏水角,固体颗粒与周围的液膜有着相反接触面,成为周围液膜之间的桥连,最终能穿破泡沫液膜,进入到泡沫中去。因此,聚醚改性硅油消泡剂具备消泡的三个特点:首先基本上不溶于起泡液(溶解的多半有助泡作用);其次表面张力要低于起泡液;最后能迅速地分散在起泡液中。只有溶解性小而分散性大的物质,才能成为破泡及抑泡能力较好的消泡剂,以最大限度地提高其分散性,达到抑泡、破泡双强的目的。3 聚醚改性硅油消破剂的结构特征目前,聚醚改性硅油是目前生产以及应用最多的一类硅油,其通过线型的二甲基硅油主链或者侧链与聚醚链相连接聚合而成,是目前市场生产和应用最广泛的改性硅油[16-17]。这种硅油的分子结构中聚醚链段中的氧原子,与水作用可以形成氢键,从而可溶解在水溶液中;聚硅氧烷链段既不亲水又不亲油,其主链上的烃基也不亲水。因此,聚醚链段和聚硅氧烷链段通过硅氢加成反应生成化学键连接在一起,形成一种性能独特的非离子表面活性剂。由于聚醚种类繁多,在加成反应时引入方式变化,就会生成一系列不同的聚醚改性硅油,性能与功能各异,可以满足多元化市场的需求。PESO主要的聚醚改性硅油结构有五类:AB型、ABA或BAB型、(AB)n型、侧链型以及支链型[18],A、B分别表示聚硅氧烷链段和聚醚链段。其中Si-O-C型是硅油与聚醚缩合,属水解型,有文献研究[19]表明即使水解,在消泡性能方面依然很显著。其典型分子结构如下所示(式中R=H、烷基、酰氧基等):PESO消泡剂结合了聚醚的水溶性和有机硅低表面张力特点。它具有聚醚链段中亲水性基团EO,疏水性基团PO,适当调节两者比例,就会有很强的低表面张力,形成很强的消泡能力,会增大混凝土表面吸水率、表层碳化深度,从而整体改善混凝土的表层性能。4 PESO 消泡剂存在的问题我国在上个世纪七十年代以后,开始从事于聚醚改性硅油的开发和应用,克难攻坚,但消泡剂产业起步较晚,国产消泡剂的更新换代还是不能跟上工业发展的步伐。国内对于Si-C型聚醚改性硅烷的供应主要是依靠进口这一渠道,因为相比于国外的Si-C型聚醚改性硅油的研究,我国对其进行的研究则要匮乏很多,基本上没有新的产品和新的工艺出现,一方面是因为,能够生产特种聚醚和特种含氢硅油的厂家较少,产品原料的选择有限;另一方面是因为,采用聚醚改性硅油工艺合成路线还是传统的合成工艺,因此产品的转化率较低,产物中交联产物较多,产品质量较差,其经济效益难有保障。按照原有的合成工艺制备聚醚改性硅油,加成反应中催化剂氯铂酸成本会很高,反应条件很苛刻。若反应中催化剂用量少,反应中副反应很难控制,产物外观颜色会加深且需要延长反应时间;反应中的溶剂(甲苯与异丙醇)对环境及人体危害性较大,若溶剂残留同时会使产物的表面张力升高,此外,为了去除反应剩余的溶剂还需要额外的处理过程,设备复杂。目前市场上有琳琅满目的消泡剂品种,大多消泡剂消泡效果尚可,抑泡作用不强,使顾客花费了金钱,却达不到想要的消泡效果,以致于令应用上不敢放心地使用或干脆放弃消泡剂的使用。平时掺入混凝土中的许多外加剂都有一定的引气作用,引入的气泡对混凝土的强度产生一定的副作用,好的消泡剂掺入混凝土中抑制或消除混凝土中过多或有害气泡,可以解决既能消泡性能,又能抑泡性能的消泡剂来提高混凝土密实度,从而提高混凝土强度,则无疑是十分重要与迫切。5 聚醚改性硅油消破剂的发展趋势随着PESO消泡剂研制工作持续进行,涌现出许多新的活性消泡组分,使得对复配消泡剂的反应机理及各组分的协同效应研究更加深入。因此成分单一、经济效益差的消泡剂将逐渐被多功能、高效率的复配型消泡剂所取代,这将会是消泡剂市场的未来趋势。在原有PESO基础上引入新的基团,如-NH2(氨基)、Cn(H2O)m(糖类)及C6H5COC6H5(二苯甲酮)和-COOH(羧基),可赋予PESO更多反应性和多功能性。随着世界范围内清洁生产的呼声越来越高,开发高效、绿色、多功能表面活性剂新品种成为PESO消破剂发展的主导方向。
社会经济的发展,促使新型产业如雨后春笋般不断涌现,同样的也促使着其他相关行业的蓬勃发展,就好比消泡剂行业,我国最初使用的消泡剂全靠进口,由于经济的不断发展需求,对消泡剂的需求也越来越大,最终促使国人自主研发消泡剂,不在单纯的依赖于进口。消泡剂行业发展的到今天,从最初的只能消泡的助剂到不同各类的消泡剂,使用领域使用行业不同,直到今天,我们更是研发了新的消泡剂--聚醚型消泡剂。那么聚醚消泡剂一般是如何组成的呢?聚醚消泡剂主要是在氢氧化钾催化作用下,用丙二醇或甘油与环氧丙烷、环氧乙烷等进行聚合制得到的强力消泡剂。特点是环保、高效、无色斑、等优点,适用于绝大多数无硅类消泡剂行业做为消泡及抑泡的需要。同时还能多元化的应用到各个行业当中,比如说可以应用到化工、纺织、印染、油漆、涂料、造纸等行业,更是可以应用到医药工业,各种抗生素(如土霉素、四环素、庆大霉素等)、味精、酵母、柠檬酸、衣康酸、黄原胶等发酵过程的消泡抑泡,并且取得了显着的效果。聚醚消泡剂的多元化应用,不仅是以上所说这些行业,还有其他能够根据实际情况需要聚醚消泡剂解决泡沫难题的企事业单位,这个也能够从另一个方面证明,消泡剂已经渗透到各个行业当中,也越来越受到生产厂商的喜爱。由于聚醚消泡剂通过用量少的原因,侧方面就能为厂家节省成本,提高企业经济效果,对于一些化工行业来讲,更是为环保做了一份贡献。在这里也为大家提供一下,聚醚消泡剂使用的一些注意方法,首先遵循少量、多次的原则进行添加;其次也可以用原液于发酵基料一起加热消毒入罐(针对发酵行业来说)。上海梓意一直研发生产更好的消泡剂尽着自己最大的努力,希望在未来能够给大家带来更好的消泡产品。