水性油墨的表面張力比較高,使用的消泡劑的表面張力相對來講不是很低,其形態(tài)有油型、溶液型、乳液型、泡沫型。
常用的消泡劑一般可分為有機消泡劑、聚醚型消泡劑和有機硅消泡劑三類。
1.有機消泡劑
有機消泡劑是由水溶性差、表面張力低的液體組成,鋪展系數(shù)較大,因此破壞作用很強,而抑泡作用很差。適合在液體剪切較小、所含表面活性劑發(fā)泡能力較溫和的條件下使用。但對致密型泡沫的消泡能力較差,因此應(yīng)用上受到局限。
有機消泡劑包括:礦物油類如液體石蠟;油脂類如動物油、芝麻油、菜籽油;脂肪酸酯類如二醇二硬脂酸酯、二乙烯乙二醇月桂酸酯;胺類及酰胺類如二戊胺、鹵代脂肪酰胺;醇類如椰子醇、己醇、環(huán)己醇;磷酸酯類如磷酸三丁酯、磷酸三辛酯;金屬皂類如硬脂酸鋁、油酸鈣、油酸鉀,其他還有土耳其紅油等。
2.聚醚型消泡劑
聚醚是高分子主鏈中含有(C—O—C)醚鍵的聚合物,當(dāng)聚醚分子量較低時,可作為消泡劑,有以下三類:R[X(EO)nH]p、R[X(PO)n(EO)mH]p和R[X(EO)m(PO)nH]p。其中R(XH)p為起始劑,R為烷基或芳基等,X為O、S、N等,p為起始劑中起作用的活性氫個數(shù),n,m分別為結(jié)構(gòu)單元EO(環(huán)氧乙烷)、PO(環(huán)氧丙烷)的數(shù)目。
對于R[X(EO)nH]p 類聚醚,R 一般為長鏈烴基或烷基取代的環(huán)狀化合物,它使聚醚具有疏水性。這類物質(zhì)調(diào)節(jié)表面活性的靈活性不夠,作為消泡劑一般需與其他的消泡劑配合使用,也常作為有機硅消泡劑的乳化劑。
在R[X(PO)n(EO)mH]p 和R[X(EO)m(PO)nH]p 類中,分子中引入了PO鏈段,而PO鏈長到一定程度時就顯示出疏水性。當(dāng)分子中R的碳原子數(shù)較多時,要求m≥ 4.6,而R的碳原子數(shù)小于6個時,PO鏈段相對分子質(zhì)量必須大于900。對于R[X(EO)m(PO)nH]p 類,當(dāng)R 的鏈數(shù)較小時,聚醚的疏水性主要由PO 鏈段提供。聚醚的性質(zhì),隨PO/EO 的不同而異,改變PO/EO 的比例,就可以改變聚醚對水的親和性,制成一系列消泡劑,從而擴大聚醚的應(yīng)用范圍。
3.有機硅消泡劑
水性油墨用有機硅消泡劑主要包括乳液型聚硅氧烷消泡劑和聚醚改性有機硅消泡劑兩種。
(1)乳液型聚硅氧烷消泡劑乳液型聚硅氧烷消泡劑也稱聚硅氧烷消泡劑,俗稱有機硅消泡劑。在甲基類型的硅油中,加入適量乳化劑和水等物質(zhì),經(jīng)乳化處理,使硅油粒子直徑在100 μm 以下,即可制得水包油乳液型有機消泡劑。它在水相中易分散,用量小,消泡快。
聚硅氧烷通常含聚二甲基硅氧烷和二氧化硅兩個活性成分,配成1%~20% 聚硅氧烷含量的水乳液使用。當(dāng)二氧化硅粒子和二甲基聚硅氧混合使用時,氧化硅粒子被硅油帶到泡沫的空氣- 水界面上進(jìn)入氣泡液膜,由于其疏水性,與表面活性劑發(fā)泡液的接觸角大于90°,從而迫使發(fā)泡液體從固體疏水粒子表面排開,引起泡沫的局部迅速排液而導(dǎo)致破裂。由于這種協(xié)同作用,兩種組成物產(chǎn)生了良好的消泡效果。
(2)聚醚改性有機硅消泡劑
聚醚改性有機硅氧烷消泡劑由聚氧基硅氧烷和聚醚兩種鏈段組成,聚醚的引入提高了共聚物的鋪展和擴散能力。該類共聚物疏水部分為聚硅氧烷鏈節(jié),親水部分為聚醚中的氧乙烯基或氧丙烯鏈節(jié),通過改變硅氧烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的摩爾比或其相對分子質(zhì)量,則可得到不同消泡能力的系列產(chǎn)品。
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