Mecanismo de acción y desarrollo tendencia de DEFOMACIÓN Agente para recubrimientos por agua

2021-07-29

El control de burbujas es necesario en muchas industrias, como el fabricante de papel, el tratamiento del agua, los productos farmacéuticos, los tintes y los revestimientos. Con la mejora continua de las regulaciones nacionales de protección ambiental y la mejora continua de Residentes Conciencia ambiental, a base de agua Los recubrimientos han hecho grandes progreso. agente emulsionante y humectación dispersante En la fórmula de recubrimiento en agua, reduce la tensión superficial del sistema y estabiliza las burbujas en el sistema fácilmente. La existencia de burbujas tendrá un efecto negativo en la producción y revestimiento de revestimientos. Durante El proceso de rectificado de pintura, el "Air Bolsa" Formado por burbujas alrededor del relleno reduce la eficiencia de transferencia de la fuerza de corte y aumenta la molienda. Después del recubrimiento, la espuma seca residual en la superficie no solo afectará la aparición del recubrimiento, sino que también se convertirá en el centro de la corrosión, reduciendo la durabilidad del revestimiento para eliminar estos Problemas, casi todos los recubrimientos transmitidos por el agua deben agregar DEFOMACIÓN Agente. El componente activo de DEFOMACIÓN Agente puede lograr el propósito de DEFOMACIÓN Interferiendo y destruyendo el efecto estabilizador de las burbujas. DIFERENTES TIPOS DE DEFOMACIÓN Los agentes actúan de diferentes maneras, por lo que comprende el mecanismo de acción de DEFOMACIÓN Los agentes pueden ayudar a ajustar sistemáticamente los parámetros físicos y químicos clave, de modo que los pasos principales en el mecanismo puedan controlarse para lograr lo mejor DEFOMACIÓN Eficiencia.

1, la estabilidad de las burbujas

Agua - Recubrimientos basados ​​en el proceso de producción, la mezcla mecánica es fácil de llevar el aire en el sistema En el proceso de recubrimiento, la construcción, el cepillo, el rodillo y el aerosol son fáciles de llevar el gas a la película húmeda Otros sustratos porosos, como los paneles de madera y el cemento, liberan gases en la película a medida que la pintura se vea y penetra. El gas puesto en el sistema de recubrimiento está rodeado por la fase líquida y forma una burbuja y se basa en la acción electrostática y el gradiente de tensión superficial para mantener la estabilidad.

1.1 acción electrostática

A base de agua La fórmula de recubrimiento contiene una variedad de sustancias surfactantes, el punto especial es que la molécula contiene una base extrema hidrófila polar o cargada y una cadena de hidrocarburos hidrofóbicos. Este La estructura molecular única facilita que los activadores de la superficie formen micelas en un arreglo direccional en el gas-líquido Interfaz, como se muestra en la Figura 1, con el extremo hidrofílico que enfrenta la fase de agua y el extremo hidrófobo frente al aire.


Porque La densidad del aire es menos que La pintura, por lo que una vez que la burbuja se elevará a la pintura Interfaz. Según Stokes ' La ley, la tasa de creciente burbuja depende del radio de la burbuja y la viscosidad de la pintura [4]. Cuanto mayor sea el medio diámetro de la burbuja, menor será la viscosidad del recubrimiento, más rápido de la burbuja. Microburbujas Generalmente existen en recubrimientos con gran área de superficie específica, lo que resulta en una alta libertad de superficie Energía. Termodinámica, Microburbables son tan inestables que ellos Fusible espontáneamente entre sí para formar burbujas con áreas de superficie específicas más pequeñas y, por lo tanto, menos gratis Energía. Cuando el macrobubble Se eleva al nivel de líquido, el grupo hidrofílico en el gas-líquido Interfaz en la burbuja y el grupo hidrofílico en el revestimiento gas-líquido La interfaz produce un efecto repulsivo mutuo, de modo que la burbuja está en un estado estable y no es fácil de romper.

1.2 Marangoni efecto

Cuando No hay surfactante en el sistema de agua pura, las burbujas producidas por la fuerza externa se elevan desde el cuerpo líquido hasta el nivel de líquido. Debido a la acción de la gravedad, el líquido en la parte superior de la película de burbujas volverá al cuerpo líquido a lo largo del gas-líquido Interfaz en la película de burbujas, lo que resulta en una disminución gradual en el grosor del líquido de la burbuja Película. Cuando El espesor de la película líquida es menor que El espesor de la película crítica de 10 nm, la burbuja se abrirá. en presencia de surfactantes, como se muestra en Fig. 2 (a) y Fig. 2 (b), las moléculas de surfactantes en la parte superior de la burbuja también disminuirán a medida que se descarga el líquido, lo que resulta en una tensión superficial más alta en la parte superior en los dos lados de la burbuja. La tensión superficial es un estado de energía que siempre tiende a fluir desde la tensión de baja a alta temperatura. De esta manera, el líquido a ambos lados de la burbuja volverá a la parte superior de la superficie con alta fuerza de tracción, produciendo una fuerza contraria al drenaje gravitatorio, como se muestra en la figura 2 (c). Este El flujo inverso de líquido se llama Malangani Flujo. Cuando estos Dos fuerzas alcanzan un estado de equilibrio antes de alcanzar el espesor crítico de la burbuja, la burbuja estable en Fig. 2 (d) se producirá.



En este proceso de flujo de dos vías, la película de burbujas tendrá lugar un cierto proceso de estiramiento. Si La burbuja tiene cierta elasticidad, es más propicio para la estabilidad de la burbuja. Según la teoría de la elasticidad de Gibbs que se muestra en la ecuación (1), donde F es el parámetro elástico, A es el área de la superficie de la burbuja, y γ es la superficie de la fase líquida tensión. Para que la burbuja obtenga alguna elasticidad, la tensión superficial del líquido debe cambiar con el área de la superficie de la burbuja, de modo que el valor de D γ / DA es mayor que 0.

Si la burbuja no puede cambiar su tensión superficial Durante El proceso de contracción y extensión, la burbuja se rompió debido a la mayor rigidez. La tensión superficial del agua pura apenas cambia, por lo que las burbujas no están estables.

2. Mecanismo de acción de DEFOMADOR

DEFOMACIÓN El agente es un tipo de agente auxiliar que destruye la doble capa eléctrica de surfactante alrededor de la burbuja, haciendo que la pared de la burbuja sea inestable y estalló, liberando así el recubierto Gas. típico DEFOMADOR Consiste principalmente en aceite portador, gránulos macizos activos y emulsionante. Entre entre El aceite portador puede ser aceite mineral, aceite de silicona, aceite natural, aceite blanco, etc., que puede transportar rápidamente partículas sólidas activas, como la sílice hidrófoba, la parafina o el jabón de metal a la película de burbujas para jugar a un rol. Los emulsionantes se utilizan para regular la compatibilidad de DEFOMACIÓN Agentes con la fase principal de los recubrimientos. El principio de elegir el mejor DEFOMACIÓN El agente es encontrar un equilibrio entre su descripción Eficiencia y su compatibilidad con el sistema Muy incompatible DEFOMADOR puede actuar de manera eficiente en el sistema, pero porque ellos no puedo ser fusionado en el sistema y migrar al gas-líquido Interfaz, es muy fácil producir superficies Defectos. Sin embargo, altamente compatible DEFOMACIÓN Los agentes se integran rápidamente en el sistema de recubrimiento y no son suficientes para proporcionar altos DEFOMACIÓN Eficiencia. Para El papel de DEFOMACIÓN Agente en recubrimientos al agua

Sistema, se puede dividir en puente - a mojado, puente - Estiramiento y fluido Spread Spring 3 Categorías. No importa How el DEFOMACIÓN Agente actúa, lo primero es que el DEFOMACIÓN El agente puede entrar en la película de burbuja delgada Capa. Termodinámicamente, el coeficiente de permeabilidad E se utiliza para expresar la dificultad de la defusión Agente que ingresa a la película de burbujas, que se expresa como ecuación (2) :

γAw, γowOW y γoa Representa respectivamente la tensión superficial del líquido, la tensión interfacial del líquido y el defoamer, y la tensión superficial del Defoamer. Cuando E > 0, indica que el DEFOMACIÓN El agente puede ingresar la capa fina de burbujas y conectarse con su bicapa membrana para formar un puente, y la estabilidad del efecto del puente también afecta la eficiencia de acción de la defusión Molécula del agente, que se expresa por el coeficiente de puente B en la termodinámica, y su expresión se muestra en la ecuación (3) :

Inestable, y puede seguir desempeñando el papel de desfoaming. Cuando b < 0, forma un puente estable, y la burbuja no es fácil de explotar cuando Alcanza la estabilidad. Cuando E < 0, indica que el Defoamer no puedo Introduzca la burbuja bicapa, pero está excluida al canal platónico adyacente [9]. solo cuando La presión capilar aumenta gradualmente debido al drenaje de la gravedad de las burbujas, y la película del canal platónico se reduce, puede DEFOMADOR Ser forzado a entrar en la película de burbujas para extender. En este momento, la eficiencia del defoamer está estrechamente relacionado con el coeficiente de propagación del aceite portador, que se puede expresar como fórmula (4) :

s = γAw -γow -γoa (4)

Los resultados muestran que el antiespumante La eficiencia del aceite portador con mayor coeficiente de propagación es significativamente mayor que que de no difundir aceite portador antiespumante Agente. Por lo tanto, el coeficiente de permeabilidad E, el puente del número B y la propagación del coeficiente, desempeñar un papel decisivo en el proceso de descongelamiento. Fig. 3 muestra el mecanismo de acción de DEFOMADOR bajo diferentes condiciones.



2.1 puente - De-mojado acción

Cuando El coeficiente de permeabilidad e de DEFOMADOR es mayor que 0, como se muestra en la figura 3 (a) y Figura 3 (b), el DEFOMADOR Entra en la película de burbujas, y cuando El coeficiente de puente B es mayor que 0, las partículas sólidas activas en el defoamer Forme un puente con la burbuja bicapa, y el líquido en la capa de película está Dewetting Debido a la fuerte hidrofobicidad de la partícula sólida. como se muestra en la figura 3 (c) y la Figura 3 (D), la membrana de la burbuja se perforó y la burbuja estalló. Del mismo modo, DEFOMADOR Los aceites portadores con superficies hidrófobas también tienen un Dewetting Efecto. Diferentes de partículas sólidas, las gotitas de aceite tienen la capacidad de descomponer y deformar. Cuando Entrando en la película de burbujas, el DEFOMACIÓN Los gotitas de aceite del agente se deforman en forma prismática y ya no se produce una deformación obvia, como se muestra en Fig. 3 (e) y Fig. 3 (f). En este momento, Dewetting Ocurre. Cuando El aceite portador y las partículas sólidas hidrófobas están en el mismo componente del defoamer, el efecto sinérgico hace que el defoamer Más eficiente. Este es porque La presencia de partículas sólidas hace que el efecto de punción de la película de la burbuja sea más fuerte, es decir, con un coeficiente de permeabilidad más alto, es más fácil para las gotas de aceite para ingresar a la capa de película de burbujas para jugar un rol.

2.2 puente y estiramiento

Cuando La gota de aceite entra en la capa de película de burbujas y forma un efecto de puente, cuando El coeficiente de propagación del aceite portador es mayor que 0, la difusión de la propagación de la gota de aceite conduce a la formación de la superficie de la gota de aceite con una curvatura diferente en el agua de aceite Interfaz y agua-agua Interfaz, como se muestra en Fig. 3 (g). En este punto, debido a la acción de no equilibrio Presión capilar, las gotitas de aceite se estiran gradualmente y delgadas, como se muestra en Fig. 3 (h), hasta ellos Rotura, lo que resulta en la ruptura de la burbuja. silicona DEFOMADOR Beneficios del alto coeficiente de esparcimiento de aceite de silicona y actúa principalmente a través del puente - estiramiento mecanismo Cuando El coeficiente de puente B < 0, burbujas estables en Fig. 3 (i) y Fig. 3 (j) se formará

2.3 fluido arrastramiento

Como se mencionó anteriormente, cuando El Coeficiente de Permeabilidad B < 0, el defoamizer se repele al canal platónico adyacente a la película de burbujas, como se muestra en Fig. 3 (k), y entra en la película de burbujas bajo la acción de no equilibrio Presión capilar, como se muestra en Fig. 3 (m) y Fig. 3 (n). Cuando el DEFOMADOR La molécula llega a la segunda capa de la burbuja bicapa, el surfactante se reemplaza gradualmente por la adsorción debido a su fuerte distribución de la habilidad. Con la ocurrencia de Malangani Movimiento de fluidos, el aceite portador incluye la película de burbujas, que conduce al adelgazamiento de la película local de burbujas y la última ruptura. El requisito previo para el fluido arrastramiento El mecanismo es que el aceite portador tiene una buena capacidad de propagación, es decir, S > 0. algunos DEFOMACIÓN Los agentes que no contienen partículas sólidas hidrófobas confían principalmente en este mecanismo.

3 clasificación de DEFOMACIÓN agente

Entre entre Eliles, el aceite mineral, como el portador del defoamer, principalmente el aceite mineral aromático o alifático, y el aceite mineral aromático es fácil de causar el riesgo de pintura amarillenta, y la dañina para la fisiología humana, rara vez se ha utilizado. Las partículas hidrófobas son principalmente sílice, parafina, jabón metálico o poliurea. una pequeña cantidad de emulsionante en el Defoamer puede dispersar bien las partículas hidrófobas en el aceite portador y mejorar la compatibilidad del defoamer con el sistema Debido a las preocupaciones ambientales y de salud, tradicional APEO Los emulsionantes han sido reemplazados por alcohol graso lineal o ramificado Compuestos. Aceite mineral DEFOMADOR Se utiliza principalmente en mate y semi - Gloss Emulsioni Pintura. Para alta calidad a base de agua Recubrimientos industriales, la introducción del aceite mineral DEFOMACIÓN Los agentes pueden causar fácilmente el riesgo de separación de petróleo y reducción de brillo en la superficie El principal mecanismo de acción del aceite mineral dispersantes es fluido furgoneta

3.2 silicona antiespumante agente

Aceite de silicona como portador de DEFOMACIÓN Agente, los componentes principales de polisiloxano o polisiloxano. El si - o bonos en polisiloxano Los polímeros son bastante flexibles, y el esqueleto de oxígeno de silicio proporciona un alto coeficiente de propagación, mientras que el grupo metilo proporciona hidrofobicidad y baja tensión. Estos propiedades hacen polisiloxano DEFOMADOR muy efectivo. Y polisiloxano También se puede modificar para mejorar su compatibilidad, como el uso de poliéter La cadena para modificar puede mejorar la hidrofilicidad de polisiloxano, así que mejora su compatibilidad en el sistema polar Porque Contiene silicona, este tipo de defoamer es más caro que aceites minerales y se usa comúnmente en de alta gama Revestimientos. Silicona DEFOMACIÓN El agente también se puede combinar con partículas hidrofóbicas tales como Polyurea y sílice para mejorar la dispersión y DEFOMACIÓN Rendimiento de silicona Oil. En comparación con el aceite mineral, la principal ventaja de la silicona DEFOMADOR es que no conducirá a la reducción del brillo del sistema de alta luz, NOR ¿Afectará la compatibilidad de la pasta de color del sistema La estructura química de polisiloxano lo convierte en un mejor reductor de tensión superficial que No Silicon defoamer, que es útil porque de su mejor permeabilidad y propagación coeficientes. La acción principal de silicona DEFOMADOR es el puente - estiramiento mecanismo

3.3 Molecular DEFOMACIÓN agente

molecular DEFOMADOR es esencialmente un tipo de no iónico Los tensioactivos, que pueden competir por la adsorción y la sustitución con los surfactantes estables de espuma en la capa delgada de burbujas. La humectación dispersante y el emulsionante en la fórmula de recubrimiento estabiliza principalmente las burbujas a través del interionico Force, Bond Hydrogen y van der Waals Fuerza, mientras que el superflamación Agente destruye estos Fuerzas a nivel molecular para lograr el DEFOMACIÓN Efecto. Convencional DEFOMACIÓN Los agentes son principalmente a través de la incompatibilidad con el sistema para lograr el desempeño de la desembolsación, pero también producirá algunos efectos secundarios, como los defectos de la superficie, los pobres reconocimiento y degradación de rendimiento después de almacenamiento. Como agente activo de superficie, nivel molecular DEFOMADOR Es compatible con la mayoría de los sistemas y puede proporcionar un efecto de humedecimiento. En general, Molecular Defomeamer logra un buen equilibrio en desfoaming eficiencia y compatibilidad, y es muy eficiente para controlar ambas microburbujas y macrobubbles. molecular DEFOMADOR Es adecuado para baja viscosidad, alto brillo y pintura de PVC baja y barniz.

Dirección de desarrollo de pintura al agua DEFOMACIÓN agente

Con el desarrollo de basado en agua recubrimientos, la demanda de eficiente desfoaming El agente está aumentando. La investigación de DEFOMACIÓN El agente en China tiene una historia de casi 20 años. La primera generación de antiespumantes El agente se basa principalmente en aceite animal y vegetal como el portador. En la década de 1960, la segunda generación de antiespumantes Agentes basados ​​en Poliéter Cadenas de Epoxano Bloques nacidos. El representante de la tercera generación de DEFOMACIÓN El agente es polidimetilsiloxano como la sustancia activa principal, que es también la más utilizada DEFOMACIÓN Agente en Presente.

basado en la situación actual de la aplicación de DEFOMADOR En la industria de recubrimientos, el desarrollo futuro de DEFOMADOR Se centrará principalmente en los siguientes cuatro Aspectos:

(1) Mejore la estabilidad mecánica y la estabilidad de almacenamiento de los componentes activos existentes para garantizar una alta eficiencia y durabilidad en el recubrimiento Sistema. Compatibilidad y DEFOMACIÓN La eficiencia puede ser equilibrada por la modificación química de los componentes activos existentes o la exploración de nuevos componentes activos.

(2) Para Diferentes sistemas de recubrimiento, desarrollan tipos especiales de defoamer, desde el tipo general tradicional al desarrollo del tipo especial, maximice la función de DISFOMADOR personalizado.

(3) En lugar del componente único tradicional, los beneficios económicos deficientes del producto, el desarrollo del tipo de sinergia compleja de alta eficiencia DEFOMADOR productos.

(4) Desde la perspectiva de los recursos ambientales, el desarrollo de multifuncional El nuevo defoamer de nivel molecular, como ambas funciones de humectación, reduce la temperatura mínima de formación de película de los recubrimientos, reduce o descarta el uso de aditivos de formación de película, reduce VOC Emisiones.

como un aditivo esencial en recubrimientos al agua, la eficiencia de DEFOMACIÓN El agente no solo se ve afectado por los otros componentes en la fórmula de recubrimiento, sino también por las propiedades físicas y químicas de los componentes de la defusión Agente en sí, como la hidrofilicidad superficial, la tensión interfacial, las propiedades reológicas, etc.Una profunda comprensión del mecanismo de acción de DEFOMADOR es beneficioso para la selección de la mejor solución de DEFOMADOR En la aplicación práctica y sienta una base teórica para el desarrollo de nuevos eficientes DEFOAMER. Benefíciese del desarrollo vigoroso de los recubrimientos transmitidos por el agua, DEFOMACIÓN Los prospectos del mercado de agentes serán más amplio.

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