膠粘劑和涂料蒸餾過程沸溢現(xiàn)象的研究

1、膠粘劑和涂料蒸餾過程沸溢現(xiàn)象的研究2009年第12期第36卷總第200期廣東化j二203膠粘劑和涂料蒸餾過程沸溢現(xiàn)象的研究沈文潔,林宏雄,方永康,劉能盛,梁美瓊,黃金鳳(廣東出入境檢驗檢疫局,廣東廣州510623)【摘要】研究采用消泡劑降低溶液的表砥張力,減少泡沫,從而減輕膠粘劑和涂料蒸餾過程的沸溢現(xiàn)象,探討消泡荊的選擇及其對實驗結(jié)果的影響.試驗結(jié)果表明,液體石蠟是一種適用于多種涂料和膠粘荊的消泡劑,其加入對樣品測定無明顯千擾,且有效地減輕了蒸餾過程的沸溢現(xiàn)象,方法準確,簡便適用.用于蒸餾測定涂料和膠粘劑中的甲醛,結(jié)果滿意.【關(guān)鍵詞涂料;膠粘劑;沸溢;消泡劑中圖分類號TQ文獻標tqA【文章編號

2、110071865(2009)12020303StudyontheBoilingOverPhenomenonofAdhesivesandCoatingsDistillationProcessShenWenjie,LinHongxiong,FangYongkang,LiuNengsheng,LiangMeiqiong,HuangJinfeng(GuangdongEntryExitInspectionandQuarantineBureau,Guangzhou510623,China)Abstract:StudytheuseOfdefoamertoreducethesurfacetensionoft

3、hesolution.soastoreducefoam.AdhesivesandcoatingssoastoreducetheboilingoverphenomenonofdistillationprocessToexplorethechoiceofdefoamersandtheireffectsonthcexperimentalresultsTheresultsshowedthat,liquidparaffinisadefoamerappliedtoavarietyofcoatingsandadhesives.Theadditionofliquidparaffinhadnosignifica

4、ntinterferenceforthedeterminationofthesample,whileeffectivelyreducetheboilingoverphenomenonofdistillationprocess.Themethodisaccurate,easytoapply.IthasbeenappliedsatisfactorilytothedeterminationofformaldehydeincoatingsandadhesivesthroughdistillationKeywords:coating;adhesive:boilover:dcfoamer在測定膠粘劑和涂料

5、中的游離甲醛含量時J,蒸餾過程中時常出現(xiàn)蒸餾瓶中的內(nèi)容物在加熱時溢出的現(xiàn)象,即沸溢現(xiàn)象J.膠粘劑和涂料蒸餾過程出現(xiàn)沸溢現(xiàn)象的原因是液體形成了泡沫,使體積膨脹,向外溢出.蒸餾過程中出現(xiàn)沸溢現(xiàn)象可能會令蒸餾瓶中的內(nèi)容物溢至接受瓶中,造成實驗失敗,特別是當蒸餾測定自乳膠或某些類型的不粘涂料時,由于其成分中含有諸如乳化劑等表面活性劑,沸溢現(xiàn)象特別嚴重,即便是減少稱樣量,也只能稍微減少泡沫,不能從根本上解決問題,而且減少稱樣量還可能會令一些均勻性不太好的樣品取樣缺乏代表性;此外,為防止沸溢現(xiàn)象,必須降低電爐的加熱調(diào)級,大大延長了蒸餾時間.沸溢現(xiàn)象是一個必須盡快解決的問題,但這方面的研究未見報道.文章研究

6、采用消泡劑降低溶液的表面張力,減少泡沫,從而減輕蒸餾過程的沸溢現(xiàn)象,重點探討了消泡劑的選擇及其對實驗結(jié)果的影響.文章建立的方法已應用于進口涂料和多種膠粘劑的檢測,結(jié)果滿意.1實驗部分1.1試劑及儀器液體石蠟,化學純(天津大茂化學試劑廠生產(chǎn));豆油,食用級;甲基硅油,500#;乙酰丙酮溶液:0.25%(體積分數(shù)).甲醛標準溶液:113pg/mL,吸取11.3mg/mL水中甲醛標準物質(zhì)1.O0mL于100mL容量瓶,加蒸餾水定容搖勻.甲醛標準稀釋液:11.3pg/mL,吸取113pg/mL甲醛標準溶液10.o0mL于100mL容量瓶,加蒸餾水定容搖勻.蒸餾裝置:蒸餾瓶,冷凝管,接受器;具塞比色管:

7、50mL;容量瓶:250mL,25filL;加熱設(shè)備:電爐,水浴鍋;天平:精度1mg;紫外可見分光光度計.1_2實驗方法1_2.1標準曲線的繪制涂料標準曲線的繪制在5OmL比色管中分別加入0,0.20,0.50,1.00,3.00,5.o0,8.00,10.00,15.00,18.00mL甲醛標準稀釋液,加水稀至刻度,加入2.5mL乙酰丙酮溶液,于60水浴中加熱30rain,冷卻,用10film比色皿在紫外可見分光光度計上于412am波長處測定吸光度.以甲醛質(zhì)量(1ug)為橫坐標,吸光度為縱坐標,繪制標準曲線.1_2,1.2膠粘劑標準曲線的繪制在25mL容量瓶中分別加入0,0.20,0.50,

8、0.80,1.o0,1.20,1.50,1.80mL甲醛標準溶液,加水稀至刻度,加入5.0mL乙酰丙酮溶液,于沸水浴中加熱3min,冷卻,用空白溶液為參比,用10mnl比色皿在紫外可見分光光度計上于415nm波長處測定吸光度.以甲醛質(zhì)量濃度(1ug/mL)為橫坐標,吸光度為縱坐標,繪制標準曲線.1_2-2甲醛含量的測定1-2.2.1涂料甲醛含量的測定精確稱取2g試樣(精確到0.1rag),準確定容50mL,準確移取10mL試樣水溶液于100mL蒸餾瓶中(瓶中預先加入20filL水),加入4fill液體石蠟,在接收器中預先加入適量的水,浸沒餾分出口,接收器外部用冰水浴冷卻,加熱蒸餾至試樣近干,取

9、下接收器定容至刻度,加入2.5mL乙酰丙酮溶液,搖勻,60水浴加熱30min,取出冷至室溫,以水為參比,用10mm比色皿在紫外可見分光光度計上于412nm波長處測定吸光度.同時做空白樣(水),測其吸光度.試樣吸光度減去空自樣吸光度,在標準曲線上查得相應的甲醛質(zhì)量.再通過包含稀釋因子和試樣質(zhì)量的計算公式算出試樣中的甲醛含量.1_2.2_2膠粘劑甲醛含量的測定精確稱取4g試樣(精確到0.1rag)于500mL蒸餾瓶中(溶劑型的樣品還要加入20mL乙酸乙酯溶解樣品),加入250mL水溶解,加入13filL液體石蠟,在接收器(250mL容量瓶)中預先加入適量的水,浸沒餾分出口,接收器外部用冰水浴冷卻,

10、加熱蒸餾至餾出液為200mL,停止加熱,取下接收器定容至刻度,取10filL餾出液于25mL容量瓶中,加入5.0mL乙酰丙酮溶液,用水稀至刻度,搖勻,沸水浴加熱3rain,取出冷至室溫,測其吸光度.試樣吸光度減去空白溶液吸光度,在標準曲線上查得相應的甲醛質(zhì)量濃度.再通過包含稀釋因子和試收稿日期200911-14【作者簡介沈文潔(1971一),女,廣東廣州人,工程師,主要從事進ftj口商品的化學分析工作.204www.gdchem.corn2009年第12期第36卷總第200期樣質(zhì)量的計算公式算出試樣中的甲醛含量.2結(jié)果與討論2.1消泡劑的選擇液體中的氣泡形成過程中,出現(xiàn)了氣一液分界面,如溶液中

11、存在表面活性劑譬如潤濕分散劑,乳化劑,立即使得表面活性劑的極性分子飽和.這樣形成的氣泡在液體中也向著極性分子層向上運動.這時每個氣泡壁由兩個表面活性劑分子層組成,保留少量的液體.這種結(jié)構(gòu)加強了氣泡壁的抵抗能力,因此使得泡沫的穩(wěn)定存在.需要使用一種可以降低表面張力和泡沫形成的機械抵抗性能的助劑,它能使氣泡破裂和阻止氣泡形成.加入氯化鈣來減少溶液中形成的泡沫在大部分情況下是不可行的,因為氯化鈣只能消除溶液中存在硬脂酸鈉作為表面活性劑時所產(chǎn)生的泡沫,但是令溶液中產(chǎn)生泡沫的表面活性劑的種類和成分是很復雜的j.通常在蒸餾瓶中都會添加的玻璃珠或沸石只能消除暴沸現(xiàn)象,無法解決沸溢的問題.消泡劑能降低水,溶液

12、,懸浮液等的表面張力,防止形成泡沫,或使原有泡沫減少,通常具有選擇性作用.作為消泡劑,有高碳醇,礦物油,有機極性化合物及硅樹脂等.其形態(tài)有油型,溶液型,乳液型,泡沫型.從成分來分有天然油脂(即豆油,玉米油等),聚醚類消泡劑,高碳醇(其中,C7一C9的醇是最有效的消泡劑),硅類(最常用的是聚二甲基硅氧烷,也稱二甲基硅油),新型自乳化消泡劑,聚硅氧烷消泡劑.選擇消泡劑的原則是:消泡劑的沸點較高,易于購買且價格不太昂貴,適用于所進行試驗的體系且消泡力較強.文章選用甲基硅油,液體石蠟(化學純),豆油(食用級)進行實驗.2.2消泡劑的消泡效果選取表1的十種水性涂料,每個樣品分別進行三個對照組試驗,每個對

13、照組測定4杯,其中兩杯分別于蒸餾前在蒸餾瓶中加入甲基硅油(市售,500#),液體石蠟(化學純),豆油(食用級)3mL作為消泡劑,其余按1.2中的規(guī)定進行操作,另外兩杯則不加消泡劑,按1.2中的規(guī)定進行操作,以較好,一般,較差作為消泡劑消泡效果的評價列于表1.選取表2的十種膠粘劑,消泡劑用量為10mL,其余與上文中涂料的做法一致,實驗結(jié)果列于表2.表1不同消泡劑對涂料的消泡效果Tab.1Antifoamingeffectofdifferentdefoamerforcoatings實驗結(jié)果表明,對絕大多數(shù)水性涂料(除不粘涂料外)和大多數(shù)膠粘劑(除自乳膠和裝飾萬能膠外)來說,甲基硅油和液體石蠟的消泡

14、效果都較為理想,雖然未能完全消除泡沫,但對照同一組中未加入消泡劑者泡沫已大為減少,基本上不易發(fā)生沸溢現(xiàn)象了.不粘涂料和白乳膠中加入消泡劑后泡沫雖然有所減少,但效果不夠理想,還存在發(fā)生沸溢現(xiàn)象的可能性.裝飾萬能膠加入消泡劑后泡沫有所減少,其情形比自乳膠要好,但效果還是不夠理想.而豆油作為消泡劑的消泡效果相對較差,且豆油不易保存,容易氧化變質(zhì),酸價變高,所以不予采用.甲基硅油和液體石蠟的消泡效果相差無幾,但相比之下甲基硅油較為粘稠,蒸餾過程完成后容易與涂料蒸餾的殘余物粘結(jié)于蒸餾瓶上,造成清洗上的困難,而液體石蠟相對較易清洗,故初步選擇液體石蠟作為消泡劑.液體石蠟由石蠟烴和環(huán)烷烴的飽和成份組成,含有

15、微量的芳烴,無味,無嗅,無色透明粘稠液體,化學性質(zhì)穩(wěn)定,沸點300550度.符合選擇消泡劑的要求.2.3消泡劑液體石蠟用量的選擇對表1中的十種涂料分別加入3,4,6mL的液體石蠟,表2中的十種膠粘劑分別加入10,13,16mL的液體石蠟,然后按照1.2的規(guī)定進行試驗,發(fā)現(xiàn)涂料中加入4mL液體石蠟的消泡效果要比加入3mL液體石蠟的消泡效果要好,而加入6mL液體石蠟的消泡效果與加入4mL的效果相差不大.確定在涂料蒸餾測定甲醛時添加4mL液體石蠟作為消泡劑.膠粘劑中加入13mL液體石蠟的消泡效果要比加入10mL液體石蠟的消泡效果要好,而加入16mL液體石蠟的消泡效果與加入13mL的效果相差不大.確定

16、在膠粘劑蒸餾測定甲醛時添加13mL液體石蠟作為消泡劑.2.4液體石蠟對涂料和膠粘劑蒸餾測定甲醛結(jié)果的影響2.4.1空白試驗分別加入4mL和13mL的液體石蠟然后分別按照和中的規(guī)定進行空白試驗,結(jié)果均未檢出甲醛.2.4.2樣品的對比測定對十種涂料分別加入4mL的液體石蠟,十種膠粘劑分別加入13mL的液體石蠟,然后按照1.2的規(guī)定進行試驗,其結(jié)果與未加入液體石蠟的結(jié)果比較分別見表3和表4.經(jīng)比較,涂料加入液體石蠟和未加入液體石蠟的結(jié)果相差都未超過10mg/kg,膠粘劑加入液體石蠟和未加入液體石蠟的結(jié)果相差都未超過O.02g/kg,即未超過同一檢驗員雙杯允許差,說明液體石蠟對樣品的測定無明顯干擾.2

17、.4.3加標回收試驗在兩個涂料樣品中和兩個膠粘劑樣品中分別定量加入甲醛標準稀釋液,樣品回收試驗結(jié)果分別見表5和表6.表3涂料中是否添加液體石蠟的測定結(jié)果比較Tab.3Comparisonoftheresultasaddingliquidparaffinincoatingsornotmg?kg.12009年第12期第36卷總第200期廣東化工205表5涂料樣品回收試驗結(jié)果Tab.5Resultsofrecoverytestforcoatings02620254()26000790.0740082()25900783結(jié)論試驗結(jié)果表明,本法操作簡單,數(shù)據(jù)準確,減少了實驗失敗的可能性,是一項值得推廣的

18、方法.參考文獻1lOB】85822008.室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料巾有害物質(zhì)限量s02140.2320.20501l201()8O1l30460047804540188O.181O18】92994495l97295.49】22GB185832008.室內(nèi)裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質(zhì)限量s3丁年生.涂料用消泡劑J.涂料工業(yè),1992,(3):53.(本文文獻格式:沈文潔,林宏雄,方永康,等.膠粘劑和涂料蒸餾過程沸溢現(xiàn)象的研究J.廣東化工,2009,36(12):203205)(上接第2頁)3陳國光,曹婉真.電解電容器M.西安:西安交通大學m版社,1991.4O.42.4張淑坤,謝超,遲建圉,等.

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