消泡劑在造紙膠乳中的性能評(píng)價(jià)

劉德明

（安徽鑾威化工科技開(kāi)發(fā)有限公司 馬鞍山市消泡劑工程技術(shù)研究中心，安徽 馬鞍山 243000）

1 前言

造紙涂料是涂布紙的重要組成部分，造紙涂料涂布于紙和紙板上可以提高其外觀美感和改善印刷性能。造紙涂料的制備是涂布紙生產(chǎn)中的一個(gè)重要步驟，它對(duì)涂料的性質(zhì)和質(zhì)量有直接的影響，并最終關(guān)系到涂布操作和涂布紙的質(zhì)量。

造紙涂料制備系統(tǒng)由白料制備、膠粘劑制備、化學(xué)品添加劑制備、涂料混合、供料等工序組成。在生產(chǎn)涂料時(shí)，由于顏料、化學(xué)品添加劑及其他助劑的添加，就會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫[1]。我們一直致力于控制這些影響生產(chǎn)的泡沫的產(chǎn)生，除了在配置過(guò)程中加入適量消泡劑外，同時(shí)提倡提前控制泡沫的產(chǎn)生，即在膠粘劑生產(chǎn)或灌裝過(guò)程中添加消泡劑，以此控制膠粘劑的起泡能力。

2 消泡劑的評(píng)價(jià)

各種類型的軟特性膠乳，諸如苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-醋酸丁酯和聚乙烯乙酸酯膠乳，均用作造紙涂料的膠粘劑[2]。膠乳的生產(chǎn)主要包括溶液配制、聚合、脫氣、調(diào)制及后續(xù)工序等。溶液配制主要包括單體混合及引發(fā)劑和乳化劑的混合，由于乳化劑的添加會(huì)導(dǎo)致泡沫產(chǎn)生，接下來(lái)是聚合過(guò)程，聚合完成后進(jìn)入脫氣釜，此時(shí)添加消泡劑與脫氣釜的脫氣共同作用起到消泡的效果，接下來(lái)進(jìn)入調(diào)節(jié)罐調(diào)節(jié)膠乳的pH等，最后進(jìn)入成品罐，在灌裝時(shí)添加消泡劑來(lái)降低下游客戶使用過(guò)程中泡沫的產(chǎn)生。

由于泡沫的產(chǎn)生，會(huì)給膠乳的生產(chǎn)帶來(lái)不便，尤其是在后處理工序，嚴(yán)重影響脫氣回收和污水處理，因此泡沫的處理和控制尤為重要。

本文以丁苯膠乳為例來(lái)評(píng)價(jià)消泡劑的性能。丁苯膠乳的生產(chǎn)配方包括：?jiǎn)误w（丁二烯、苯乙烯）、介質(zhì)水、乳化劑、引發(fā)體系、調(diào)節(jié)劑、電解質(zhì)和終止劑[3]。被評(píng)價(jià)的消泡劑有XP-530C（脂肪醇+少量有機(jī)硅類）、XP-088BL（礦物油類）、外樣A（礦物油類）和外樣B（礦物油+有機(jī)硅類）的性能進(jìn)行測(cè)試并比較，其中：XP-530C和XP-088BL為我公司生產(chǎn)的消泡劑；外樣A和外樣B為進(jìn)口消泡劑。

2.1 實(shí)驗(yàn)用起泡介質(zhì)的配制

儀器：具塞量筒（200 mL）、秒表。

試劑：壬基酚聚氧乙烯（10）醚，工業(yè)級(jí)；十二烷基苯磺酸鈉，工業(yè)級(jí)，有效含量30%；丁苯膠乳，江蘇某公司提供，冷法生產(chǎn)。

按照參考文獻(xiàn)[4]5.5.3.1的步驟配制實(shí)驗(yàn)用起泡介質(zhì)（起泡液）：稱取約5 g（精確至0.001 g）壬基酚聚氧乙烯（10）醚和約5 g（精確至0.001 g）十二烷基苯磺酸鈉溶于990 mL水中，混合后攪拌至均勻透明狀液體。

2.2 消泡劑的消泡性能測(cè)試

消泡劑的消泡性能測(cè)試按照參考文獻(xiàn)[4]5.5.4的步驟進(jìn)行：用具塞量筒量?。?0±0.5）mL實(shí)驗(yàn)用起泡介質(zhì) ，恒溫至25℃，加入約0.2 g（精確到0.001 g）消泡劑，蓋上瓶塞，以2次/s的頻率、30～35 cm的擺幅分別上下?lián)u動(dòng)量筒10次、100次，靜置并用秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄泡沫消至液面出現(xiàn)所用時(shí)間，單位為s。所用時(shí)間越短，證明消泡效果越好，測(cè)試結(jié)果（消泡時(shí)間）見(jiàn)表1。

表1 4種消泡劑的消泡性能對(duì)比

由表1可知，4種消泡劑的消泡時(shí)間順序?yàn)椋篨P-088BL＜XP-530C＜外樣 A＜外樣 B，因此消泡劑的消泡性能的結(jié)果為：XP-088BL優(yōu)于 XP-530C、XP-530C優(yōu)于外樣A，外樣A優(yōu)于外樣B。

2.3 消泡劑的抑泡性能測(cè)試

消泡劑的抑泡性能測(cè)試按照參考文獻(xiàn)[4]5.6的步驟進(jìn)行，開(kāi)啟潤(rùn)滑油（消泡劑）泡沫特性測(cè)定儀（應(yīng)符合GB/T 12579的要求）的流量泵，開(kāi)始測(cè)試，記錄氣鼓30 min的泡沫體積（mL），以氣鼓30 min的泡沫體積來(lái)表示抑泡性能的結(jié)果。泡沫體積越小，證明抑泡效果越好，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 4種消泡劑的抑泡性能對(duì)比

由表2可知，4種消泡劑產(chǎn)生的泡沫體積的順序?yàn)椋篨P-088BL＜XP-530C＜外樣 A＜外樣 B，因此消泡劑的抑泡性能的結(jié)果為：XP-088BL優(yōu)于XP-530C、XP-530C優(yōu)于外樣A，外樣A優(yōu)于外樣B。

2.4 消泡劑的相容性測(cè)試

消泡劑的相容性測(cè)試按照參考文獻(xiàn)[1]1.3.2的步驟進(jìn)行，在江蘇某公司提供的100 g丁苯膠乳（冷法生產(chǎn)）中，分別加入0.2 g XP-530C、XP-088BL、外樣A和外樣B，用75 μm濕膜制備器在玻璃上涂膜，來(lái)評(píng)價(jià)消泡劑的相容性、涂膜光澤等，如果涂膜越平整且針孔數(shù)量越少，證明消泡劑的相容性越好，反之，則證明消泡劑的相容性越差，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 4種消泡劑的相容性對(duì)比

由表3可知，消泡劑的相容性的結(jié)果為：XP-088BL優(yōu)于XP-530C、XP-530C優(yōu)于外樣A，外樣A優(yōu)于外樣B。

2.5 消泡劑的貯存穩(wěn)定性測(cè)試

加入消泡劑的起泡介質(zhì)靜置貯存一段時(shí)間后，消泡劑的性能效果會(huì)有一定程度的衰減，因此起泡介質(zhì)內(nèi)部的泡沫會(huì)增多，從而導(dǎo)致密度變小，同時(shí)液面會(huì)有析出物出現(xiàn)。在江蘇某公司提供的200 g丁苯膠乳（冷法生產(chǎn)）中，分別加入 0.3 g XP-530C、XP-088BL、外樣A和外樣B，并將其恒溫至25℃，此時(shí)使用密度計(jì)分別測(cè)試其密度，以此密度為基準(zhǔn)密度；然后將其恒溫（25℃）靜置貯存30天，分別測(cè)試它們貯存后的密度，并觀察丁苯膠乳液面的析出物的多少，如果密度變小越多且析出物越多，說(shuō)明消泡劑的貯存穩(wěn)定性越差，反之，證明消泡劑的貯存穩(wěn)定性越好，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，消泡劑貯存穩(wěn)定性的結(jié)果為：XP-088BL和XP-530C相同，并均優(yōu)于外樣A，外樣A優(yōu)于外樣B。

3 結(jié)論

通過(guò)上述2.2、2.3、2.4和2.5的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，可以從不同方面評(píng)價(jià)并判斷消泡劑的各項(xiàng)性能，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用的效果相一致。因此，上述4種測(cè)試方法為膠乳膠粘劑行業(yè)消泡劑的選用和選型提供了可靠的數(shù)據(jù)和指導(dǎo)，得到了用戶的廣泛好評(píng)。

表4 4種消泡劑的貯存穩(wěn)定性對(duì)比