KompoZite.COM

如何正确选择消泡剂

涂料生产和施工都会不同程度地产生气泡，气泡的产生防碍生产、施工的顺利进行，同时给成品涂膜带来缺陷。正确选用合适的消泡剂可以保证涂料生产和施工的正常进行。

消泡剂的任务：破坏气泡表面液膜，阻止泡的形成和促使泡的破灭。消泡剂用于大泡，微泡需脱气、消泡一起使用。

消泡剂特点：消泡剂不溶于介质，但能以微滴形式进入并分散于介质，消泡微滴最有效的直径相当于泡沫壁的厚度。

消泡剂组成：水性建筑涂料用消泡剂分非硅类和含硅类，常规消泡剂由以下组分组成：

活性物质：起破泡消泡作用，表面张力小。代表物有动植物油、疏水二氧化硅、高级醇等。

扩散剂：润湿乳化剂，保证消泡微滴扩散接触到气泡膜并铺展。有壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂盐等。

载体：有助于活性物质和起泡体系结合，易于分散到起泡体系，把两者结合起来，其本身表面张力低，有助于抑泡，且可以降低成本。

消泡剂消泡所必须具备的两个条件：渗透因子：E= γ 1＋γ12-γ3 ＞0, 保证消泡剂渗透到泡沫壁；铺展因子S=γ1-γ12-γ3 ＞0，保证消泡剂微滴在泡沫介质中的扩散铺展，消泡剂消泡的全过程见右图。

消泡剂应用中需要注意的问题：消泡剂多为几种不同性质和作用的物质混合而成，在储运中分层，为保证消泡良好使用前要搅拌均匀，COGNIS新型分子级消泡剂Foam Star 30、Foam Star 34、Foam Star 36 无分层现象，使用方便。Foam Star 36在高乳液体系高、低黏度的拉毛涂料中有良好的消泡效果。

常见消泡剂的种类

在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫，需要添加消泡剂。消泡剂的种类很多，有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的，具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广，甚至苛刻介质环境如高温、强酸和强碱的特点。广泛应用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、工业清洗等行业生产过程中产生的有害泡沫。

1、天然油脂（即豆油、玉米油等）
优点：来源容易，价格低，使用简单；
缺点： 如贮存不好，易变质，使酸值增高。

2、 高碳醇
高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子，在水体系里是有效的消泡剂。七十年代初前苏联学者在阴离子、阳离子、非离子型表面活性剂的水溶液中试验，提出醇的消泡作用，与其在起泡液中的溶解度及扩散程度有关。C7~C9的醇是最有效的消泡剂。
C12~C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为4~9μm，含量为20~50%的水乳液，即是水体系的消泡剂。
还有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中具有消泡作用，后者还可作为前体。

3、聚醚类消泡剂
种类挺多，主要有以下几种：
a. GP型消泡剂
以甘油为起始剂，由环氧丙烷，或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物进行加成聚合而制成的
GP型的消泡剂亲水性差，在发泡介质中的溶解度小，所以宜使用在稀薄的发酵液中。它的抑泡能力比消泡能力优越 ，适宜在基础培养基中加入，以抑制整个发酵过程的泡沫产生。
b. GPE型消泡剂即泡敌
在GP型消泡剂的聚丙二醇链节末端再加成环氧乙烷，成为链端是亲水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油，也叫。按照环氧乙烷加成量为10%，20%，……50%分别称为GPE10，GPE20，……GPE50。
GPE型消泡剂亲水性较好，在发泡介质中易铺展，消泡能力强，但溶解度也较大，消泡活性维持时间短，因此用在粘稠发酵液中效果较好。
c. GPES型消泡剂：有一种新的聚醚类消泡剂，在GPE型消泡剂链端用疏水基硬脂酸酯封头，便形成两端是疏水链，当中间隔有亲水链的嵌段共聚物。这种结构的分子易于平卧状聚集在气液界面，因而表面活性强，消泡效率高。

4、硅类
最常用的是聚二甲基硅氧烷，也称二甲基硅油。它表面能低，表面张力也较低，在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主链为硅氧键，为非极性分子。与极性溶剂水不亲和，与一般油的亲和性也很小。它挥发性低并具有化学惰性，比较稳定且毒性小。纯粹的聚二甲基硅氧烷，不经分散处理难以作为消泡剂。可能是由于它与水有高的界面张力，铺展系数低，不易分散在发泡介质上。因此将硅油混入SiO2气溶胶，所构成的复合物，即将疏水处理后的SiO2气溶胶混入二甲基硅油中，经一定温度、一定时间处理，就可制得。
有机硅消泡剂系由硅脂、乳化剂、防水剂、稠化剂等配以适量水经机械乳化而成。其特点是表面张力小，表面活性高，消泡力强，用量少，成本低。它与水及多数有机物不相混溶，对大多数气泡介质均能消泡。它具有较好的热稳定性，可在5℃-150℃宽广的温度范围内使用；其化学稳定性较好，难与其他物质反应，只要配置适当，可在酸、碱、盐溶液中使用，无损产品质量；它还具有生理惰性LD250g/Kg鼠，通常用于食品和医药行业。它对所有气泡体系兼具有抑泡、破泡功能，隶属广谱型消泡剂范畴。它被广泛用于洗涤剂、造纸、纸浆、制糖、电镀、化肥、助剂、废水处理等生产过程中的消泡。在石油工业中，它被大量用于天然气的脱硫，加速油气分离；它还被用于乙二醇的干燥、芳香烃的萃取、沥青的加工、润滑油的脱蜡等装置中控制或抑制气泡。在纺织工业中，它用于染色、精练、上浆等过程中的消泡；在化学工业中它被用于合成树脂、胶乳、涂料、油墨等过程中的消泡；在食品工业中它被用于各种浓缩、发酵、蒸馏过程的消泡。可将硅脂涂在锅壁上、出口处或涂在金属网上，进行消泡。将硅脂配成溶液，可用于油相系统消泡。将硅脂加低粘度硅油配成水乳液，可用于多种水相系统消泡。在医学上，通常用于患者术前、X光和胃镜检查前清除脏器或胃内器官的胀气。
消泡剂大致可分两类：一类能消除已产生的气泡，如乙醇等；另一类则能抑制气泡的形成如乳化硅油等。我国许可使用的消泡剂有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯。

5、聚醚改性硅
结合了聚醚跟有机硅消泡剂二者的优点，具有无毒无害，对菌种无害，添加量极少，是一种高性价比的产品。