消泡剂在造纸胶乳中的性能评价

刘德明

（安徽銮威化工科技开发有限公司 马鞍山市消泡剂工程技术研究中心，安徽 马鞍山 243000）

1 前言

造纸涂料是涂布纸的重要组成部分，造纸涂料涂布于纸和纸板上可以提高其外观美感和改善印刷性能。造纸涂料的制备是涂布纸生产中的一个重要步骤，它对涂料的性质和质量有直接的影响，并最终关系到涂布操作和涂布纸的质量。

造纸涂料制备系统由白料制备、胶粘剂制备、化学品添加剂制备、涂料混合、供料等工序组成。在生产涂料时，由于颜料、化学品添加剂及其他助剂的添加，就会产生大量的泡沫[1]。我们一直致力于控制这些影响生产的泡沫的产生，除了在配置过程中加入适量消泡剂外，同时提倡提前控制泡沫的产生，即在胶粘剂生产或灌装过程中添加消泡剂，以此控制胶粘剂的起泡能力。

2 消泡剂的评价

各种类型的软特性胶乳，诸如苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-醋酸丁酯和聚乙烯乙酸酯胶乳，均用作造纸涂料的胶粘剂[2]。胶乳的生产主要包括溶液配制、聚合、脱气、调制及后续工序等。溶液配制主要包括单体混合及引发剂和乳化剂的混合，由于乳化剂的添加会导致泡沫产生，接下来是聚合过程，聚合完成后进入脱气釜，此时添加消泡剂与脱气釜的脱气共同作用起到消泡的效果，接下来进入调节罐调节胶乳的pH等，最后进入成品罐，在灌装时添加消泡剂来降低下游客户使用过程中泡沫的产生。

由于泡沫的产生，会给胶乳的生产带来不便，尤其是在后处理工序，严重影响脱气回收和污水处理，因此泡沫的处理和控制尤为重要。

本文以丁苯胶乳为例来评价消泡剂的性能。丁苯胶乳的生产配方包括：单体（丁二烯、苯乙烯）、介质水、乳化剂、引发体系、调节剂、电解质和终止剂[3]。被评价的消泡剂有XP-530C（脂肪醇+少量有机硅类）、XP-088BL（矿物油类）、外样A（矿物油类）和外样B（矿物油+有机硅类）的性能进行测试并比较，其中：XP-530C和XP-088BL为我公司生产的消泡剂；外样A和外样B为进口消泡剂。

2.1 实验用起泡介质的配制

仪器：具塞量筒（200 mL）、秒表。

试剂：壬基酚聚氧乙烯（10）醚，工业级；十二烷基苯磺酸钠，工业级，有效含量30%；丁苯胶乳，江苏某公司提供，冷法生产。

按照参考文献[4]5.5.3.1的步骤配制实验用起泡介质（起泡液）：称取约5 g（精确至0.001 g）壬基酚聚氧乙烯（10）醚和约5 g（精确至0.001 g）十二烷基苯磺酸钠溶于990 mL水中，混合后搅拌至均匀透明状液体。

2.2 消泡剂的消泡性能测试

消泡剂的消泡性能测试按照参考文献[4]5.5.4的步骤进行：用具塞量筒量取（50±0.5）mL实验用起泡介质 ，恒温至25℃，加入约0.2 g（精确到0.001 g）消泡剂，盖上瓶塞，以2次/s的频率、30～35 cm的摆幅分别上下摇动量筒10次、100次，静置并用秒表开始计时，记录泡沫消至液面出现所用时间，单位为s。所用时间越短，证明消泡效果越好，测试结果（消泡时间）见表1。

表1 4种消泡剂的消泡性能对比

由表1可知，4种消泡剂的消泡时间顺序为：XP-088BL＜XP-530C＜外样 A＜外样 B，因此消泡剂的消泡性能的结果为：XP-088BL优于 XP-530C、XP-530C优于外样A，外样A优于外样B。

2.3 消泡剂的抑泡性能测试

消泡剂的抑泡性能测试按照参考文献[4]5.6的步骤进行，开启润滑油（消泡剂）泡沫特性测定仪（应符合GB/T 12579的要求）的流量泵，开始测试，记录气鼓30 min的泡沫体积（mL），以气鼓30 min的泡沫体积来表示抑泡性能的结果。泡沫体积越小，证明抑泡效果越好，测试结果见表2。

表2 4种消泡剂的抑泡性能对比

由表2可知，4种消泡剂产生的泡沫体积的顺序为：XP-088BL＜XP-530C＜外样 A＜外样 B，因此消泡剂的抑泡性能的结果为：XP-088BL优于XP-530C、XP-530C优于外样A，外样A优于外样B。

2.4 消泡剂的相容性测试

消泡剂的相容性测试按照参考文献[1]1.3.2的步骤进行，在江苏某公司提供的100 g丁苯胶乳（冷法生产）中，分别加入0.2 g XP-530C、XP-088BL、外样A和外样B，用75 μm湿膜制备器在玻璃上涂膜，来评价消泡剂的相容性、涂膜光泽等，如果涂膜越平整且针孔数量越少，证明消泡剂的相容性越好，反之，则证明消泡剂的相容性越差，测试结果见表3。

表3 4种消泡剂的相容性对比

由表3可知，消泡剂的相容性的结果为：XP-088BL优于XP-530C、XP-530C优于外样A，外样A优于外样B。

2.5 消泡剂的贮存稳定性测试

加入消泡剂的起泡介质静置贮存一段时间后，消泡剂的性能效果会有一定程度的衰减，因此起泡介质内部的泡沫会增多，从而导致密度变小，同时液面会有析出物出现。在江苏某公司提供的200 g丁苯胶乳（冷法生产）中，分别加入 0.3 g XP-530C、XP-088BL、外样A和外样B，并将其恒温至25℃，此时使用密度计分别测试其密度，以此密度为基准密度；然后将其恒温（25℃）静置贮存30天，分别测试它们贮存后的密度，并观察丁苯胶乳液面的析出物的多少，如果密度变小越多且析出物越多，说明消泡剂的贮存稳定性越差，反之，证明消泡剂的贮存稳定性越好，测试结果见表4。

由表4可知，消泡剂贮存稳定性的结果为：XP-088BL和XP-530C相同，并均优于外样A，外样A优于外样B。

3 结论

通过上述2.2、2.3、2.4和2.5的相关实验，可以从不同方面评价并判断消泡剂的各项性能，得出的实验结果与产品实际应用的效果相一致。因此，上述4种测试方法为胶乳胶粘剂行业消泡剂的选用和选型提供了可靠的数据和指导，得到了用户的广泛好评。

表4 4种消泡剂的贮存稳定性对比