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[据涂料涂装资讯网报道] 作者：姜英涛 ( 上海市涂料研究所 ) 摘要：叙述了 SOW 乳化液的不稳定现象，并讨论了一些稳定化的途径。 关键词：乳化液； SOW 体系；稳定性 在涂料的水性化中，表面活性剂／油／水 (SOW) 乳化体系是常用的方法之一。这一体系本质 ( 热力 学 ) 上是不稳定的。所谓稳定性是指在一定时间内 的稳定，即储存期内的稳定。 sow乳化体系出现的现象有： (1) 沉淀或浮膏 (creaming) 、 (2) 絮凝、 (3) 聚结和 (4) 熟化。 1 沉淀和浮膏 沉淀和浮膏是分散相和连续相因密度差异 ( Δ p) 而引起的。分散相密度大于连续相，出现沉淀，反之则出现浮膏。在涂料树脂乳化液中出现的是沉淀，其沉降速度 (v) 可用 Stokes 式表示： 式中： g 为重力加速度； r 为液滴的粒径； n0 为连续相的粘度。从式中可见到，影响沉降速度最 大的是 r( 二次方 ) ，次之为 n0 。 为了获得较小的粒径，用间歇法操作来乳化 涂料树脂时，常采用“近 PTT ”工艺，它比常温下的 EIP 工艺获得的粒径更细。 连续相的粘度可用水性增稠剂来提高。也可采用具有庞大亲水基的表面活性剂来增大液滴的有效流体动力半径 (hydro — dynamic radius) ，从总体上来提高粘度。 2 絮凝 在乳化液、液滴间藉吸附着的离子型表面活性剂的离子电荷相斥或／和非离子型表面活性剂的空间屏蔽来对抗液滴间范德华尔斯吸引力而进行分散稳定。后者是长程的，前二者是短程的。在某一 间距时，前二者已很微弱或已不及，而后者还能及， 这样液滴近靠而不聚结 ( 二次最小 ) ，即絮凝了。絮 凝程度有强有弱，强絮凝时，连续相会被挤出，要 用较强的剪切力才能重新分散 ( 液滴间界面膜尚存 ) ，弱絮凝的稍以搅拌即可重新分散。 当 SOW 乳化体系中只用离子型表面活性剂时， 由于它的临界胶束浓度大，在连续相中的单体本身 的反离将会降低双电层的厚度 ( 或 Zeta 电位 ) 。从 而可能出现絮凝。如只用非离子型表面活性剂，多缩乙二醇链越长的则空间屏蔽层越厚，更能防止絮凝。然而对常规表面活性剂而言，亲油基不能随亲水基按比例增大，由于液滴的曲率对表面活性剂分 子来说可视为平面，因而一味增大亲水基而成头小尾大的结构，这样的结构会使界面上吸附量降低， 屏蔽反而减弱了。近年来，嵌段聚合表面活性剂在 乳化体系中的采用解决了这个矛盾。因为亲油基可随着亲水基同比地增大。前已述及。庞大的亲水基还会提高乳化液总体的粘度以降低沉淀速度。 3 聚结 当乳化液中的液滴由热运动和机械力引起相互碰撞，而电荷或／和空间屏蔽斥力不敌范德华尔斯 吸引力时，就会出现聚结。聚结必须胜过界面膜的阻挡，所以防止聚结，界面膜的稳定性很重要。 有人提出，界面膜是表面活性剂的自聚集体，是动态的，它与水相中的表面活性剂单体不断地交换着，因而有瞬间的空隙出现，就是这空隙引发了聚结。所以提高表面活性剂亲油基与液滴的亲和性 以加强吸附，提高表面涪 l 生剂的体积以延长在界面 上的停留时间都能降低空隙出现的频率，从而减少 聚结的几率。 4 熟化 熟化是乳化液在贮存中小液滴逐渐消失的同时出现了大液滴的现象，最终成为一个大液滴，即分层。此现象源于液滴间的传质。传质是液滴在连续相中的溶解性所致。这种溶解性还会由于连续相中存在的胶束的增溶作用而增长，所以要用临界胶束浓度低的表面活性剂。 此外，贮存温度对 SOW 乳化体系的稳定性影响很大。高于或接近转相温度或低于冻结温度都会 破坏乳化液。尤其是高的温度，由于在转相温度上，界面张力接近零，是 o ／ w 与 w ／ o 相互转相的临界点。 接近转相温度时，界面张力极低 ( 阻力很小 ) 聚结很容易。因而有人提出，乳化液的转相温度要高于 贮存允许最高温度 40 ℃ ，非离子表面活性剂对温度 很敏感，而离子型表面活性剂却不很敏感，二者组 合可提高转相温度。 总之，涉及 SOW 乳化体系稳定性的因素很多， 对涂料树脂乳化液还涉及漆膜性质和性能，稳定性只是对贮存期而言。