2． 1 PHMS、PE 與PMS 的紅外譜圖

圖1 中a 為含氫硅油，b 為烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚，c 聚醚改性硅油的紅外光譜圖。

由圖1 可知，PHMS 中Si─H 的特征吸收峰2 160．0－1和PE中C=C的特征吸收峰1 644.5 cm－1于譜PMS中消失，說(shuō)明PE與PHMS加成反應(yīng)比較徹底，PE 幾乎完全接枝到PHMS 側(cè)鏈上; 產(chǎn)物PMS 中存在聚硅氧烷鏈段和聚醚基團(tuán)相應(yīng)的特征吸收峰.

2． 2 乳化劑的選擇及用量

本實(shí)驗(yàn)以Span60、Tween60 和聚醚改性硅油PMS-1、PMS-2 作為復(fù)合乳化劑，制備活性成分30%的消泡劑。主要因?yàn)閱我坏谋砻婊钚詣┊a(chǎn)生的界面膜不夠致密，機(jī)械強(qiáng)度不高，進(jìn)而影響到乳液的穩(wěn)定性; 而不同長(zhǎng)度和不同結(jié)構(gòu)的多種非離子表面活性劑能更充分地占據(jù)油/水的表面層，使分子排列更加緊密，通過(guò)橫向分子間的疏水作用，增強(qiáng)水相和油相的親和力，達(dá)到穩(wěn)定乳狀液的目的。乳化劑用量過(guò)少，乳液不穩(wěn)定，容易分層; 用量過(guò)大，流動(dòng)性差，影響消泡性能; 適當(dāng)用量為乳液總質(zhì)量的4． 5%。

2． 3 乳化劑配方的均勻設(shè)計(jì)方案

在乳化劑占乳液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4． 5% 的前提下，復(fù)合乳化劑的HLB 值及各組分之間的比例對(duì)乳液的穩(wěn)定性有很大影響，因此以消泡劑乳液的水分散性、離心穩(wěn)定性、漂油溫度等為指標(biāo)，采用有限制性的混料均勻設(shè)計(jì)方法，對(duì)復(fù)合乳化體系進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。復(fù)合乳化劑HLB 值由公式HLB = ΣHLBa× A% 計(jì)算( 此處HLBa和A% 分別為Span60、

Tween60 的HLB 值及其所占復(fù)合乳化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 。采用4 因素24 水平24 次實(shí)驗(yàn)的均勻設(shè)計(jì)表U24(24的四次方) ，篩選出復(fù)合乳化劑HLB 值相差較大的乳化實(shí)施方案，結(jié)果見表1。

由表1 可知，不同HLB 值的復(fù)合乳化劑乳化所得乳液的穩(wěn)定性差別很大，而HLB 值在10．2～10．4的硅油乳液穩(wěn)定性較佳; 編號(hào)1-4、1-8、1-12 水分散性良好，離心不分層，常溫下不漂油，呈現(xiàn)出較好的乳化效果，其中1-12 乳化效果最好。

實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，即使乳化劑HLB 值相近時(shí)，各組分的配比不同，所得乳液的穩(wěn)定性也有很大差異。因此，我們又考察了HLB 值在10．2～10．4，不同乳化劑配方對(duì)消泡劑乳液性能的影響，結(jié)果見表2。

由表2 可知，最佳配方為2-2，制備的消泡劑乳液均勻細(xì)膩，黏度適中，易分散; 耐溫穩(wěn)定性最好，在較高溫度下不漂油、不破乳; 在水中分散迅速，無(wú)油相顆粒物。

2． 4 乳化方法的選擇

在機(jī)械攪拌乳化法中，根據(jù)乳化劑加入方式的不同可分為劑在油中法(乳化劑) 、劑在水中法和輪流加入法。選用2-2 乳化劑配方，制備活性成分30%的聚醚改性硅油消泡劑，在其他乳化條件保持不變情況下，考察乳化方法對(duì)消泡劑乳液分散性、離心穩(wěn)定性及乳液的黏稠流動(dòng)性的影響，結(jié)果見表3。

由表3 可知，采用劑在水中工藝得到的乳液顆粒大，較稀，易分層; 輪流加入工藝得到的乳液較稀，液面油斑很密，同時(shí)操作起來(lái)比較復(fù)雜。采用劑在油中乳化工藝，得到的乳液顆粒較小，均一性好，不漂油，不分層; 其乳液在乳液穩(wěn)定性、分散性和流動(dòng)性上都有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，實(shí)驗(yàn)選擇的乳化劑較佳的乳化方法為劑在油中法。

2． 5 乳化時(shí)間的選擇

選用2-2 乳化劑配方，采用劑在油中的乳化方式( 即轉(zhuǎn)相法) ，制備活性成分30%的聚醚改性硅油消泡劑，不同乳化時(shí)間對(duì)乳液性能的影響見表4。

由表4 可知，乳化40 min 時(shí)，乳液的性能較佳，少于30 min 時(shí)，油相未能較好地分散，液滴顆粒較大，且有明顯的漂油現(xiàn)象。這是因?yàn)閯側(cè)榛戤厱r(shí)，油相的小顆粒仍凝聚在一起，使乳液顯得較為粗糙;隨著攪拌的進(jìn)行，凝聚的小顆粒逐漸解聚分散，40 min 后油相均勻地分散在水相中，使得乳液較為細(xì)膩。若乳化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很難使油相顆粒再分散，反而會(huì)使乳液因過(guò)度剪切，稠度下降，導(dǎo)致穩(wěn)定性也下降。乳化40 min 不僅能保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也能提高生產(chǎn)效率，降低能源消耗，避免不必要的浪費(fèi)。因此，實(shí)驗(yàn)選擇最佳乳化時(shí)間為40 min。

2． 6 消泡劑的應(yīng)用性能測(cè)試

2． 6． 1 消泡效果測(cè)試

向1 000 mL 的大燒杯中，加入200 g 固含量40%的苯丙涂料乳液，0．4g消泡劑，在高速分散機(jī)上以3 000r/min 的轉(zhuǎn)速高速分散30 min，測(cè)定分散液的體積V( mL) 和100 mL 分散液的質(zhì)量M( g) 。不同乳化劑配方的消泡劑在苯丙涂料乳液中消泡效果對(duì)比，結(jié)果見表5。

由表5 可知，編號(hào)2-2 消泡劑的體積最小，消泡率最高; 100 mL 消泡劑的質(zhì)量最大，泡沫殘余量最少。取出少許消泡劑，置于干凈的玻璃板上，并用玻棒將膠乳刮平，其它乳液在玻璃板上有不同程度的縮孔現(xiàn)象，而編號(hào)2-2 消泡劑幾乎看不到縮孔。這主要因?yàn)?-2 配方的分散性最好，聚醚改性硅油提高了消泡劑與油墨相容性，增加了藥劑與泡沫的接觸，而增強(qiáng)了消泡效果。

2． 6． 2 消泡速度測(cè)試

不同乳化劑配方的消泡劑在苯丙油墨中消泡、抑泡性能對(duì)比，結(jié)果見表6。

由表6 可知，編號(hào)2-2 消泡劑的消泡時(shí)間最短，抑泡時(shí)間最長(zhǎng)，綜合性能達(dá)國(guó)外某進(jìn)口產(chǎn)品水平。這是因?yàn)?-2 配方的乳液穩(wěn)定性好，不破乳、不分層，保證了硅油、聚醚硅油和硅粒的協(xié)同效應(yīng)消泡作用。良好分散性在泡沫表面鋪展，使消泡活性成分均勻的分散在物料中，增加了藥劑與泡沫的接觸; 疏水白炭黑作為納米級(jí)材料，具有極高的表面活性，吸附泡沫表面的表面活性物質(zhì)，增加泡沫的不穩(wěn)定性;且消泡劑粒徑大小適合，“進(jìn)入泡沫深度”適中，在低表面張力的牽引下，破壞了泡膜本身的平衡性，進(jìn)而增強(qiáng)了消泡效果。

3、 結(jié)論

以甲基硅油、氣相法二氧化硅為主要成分，采用Span60、Tween60 和聚醚硅油為復(fù)合乳化劑，羧甲基纖維素鈉為增稠劑，制得了高效乳液型有機(jī)硅復(fù)合乳液消泡劑，離心穩(wěn)定性、耐熱穩(wěn)定性好，在水性涂料中易分散，消泡徹底、涂層表面無(wú)縮孔和魚眼。