专利名称：一种快速检测水性乳液起泡性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种快速检测水性乳液起泡性能的方法。
背景技术：
水性乳液是指通过物理或化学方法，使分散相以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而形成的稳定分散体系。常见的水性乳液有:苯丙乳液、聚氨酯乳液、石蜡乳液等，因其分散介质不含有机溶剂，对环境无污染，对操作人员无危害，同时还具有气味小，不易燃烧等优点，在胶黏剂、涂料、日用化学品、食品等行业有广泛应用。为了使水性乳液性能稳定，在制备过程中会加入乳化剂，由于乳化剂的存在，能降低体系的表面张力，有利于泡沫产生，且在制备过程中不可避免地会往乳液体系中引入气体，使得制备出的水性乳液中存在泡沫，同时在使用过程中也会产生泡沫。泡沫的存在，有时会影响水性乳液的使用性能，如:会影响水性乳液的外观，会增大乳液的粘度，影响乳液存储稳定性，影响乳液流变性能等，但有时又需要稳定的泡沫，所以对于水性乳液，其起泡性能的表征是比较重要的，特别是准确、快速检测起泡性能。目前，检测起泡性能的装置主要有以下几种:由一个透明量杯和一个搅拌装置组成的Waring Blender高速搅拌器；由垂直固定的量筒以及安装在量筒顶端的滴管组成的罗氏泡沫仪；由有机玻璃套管和置于其内部的油管组成的气流法评价装置等。这些检测装置均不能准确模拟水性乳液的起泡过程，其检测结果也不能准确反映水性乳液的起泡性倉泛。
发明内容
本发明旨在提供一种快速检测水性乳液起泡性能的方法，能准确模拟水性乳液的起泡过程，并且能够快速、 准确的检测水性乳液的起泡性能。本发明检测方法的基本原理是向一定体积待测样品中通入气体，使乳液起泡，测量不同通气量下乳液起泡后的体积，根据通气量与乳液体积变化之间的关系即可表征水性乳液的的起泡性能，同时也能表征乳液起泡后的泡沫的稳定性。本发明快速检测水性乳液起泡性能的方法，按以下步骤操作:I)量取一定初始体积V。的水性乳液；2)从所述水性乳液的底部以流速V向所述水性乳液中均匀的通入气体，记录通气后水性乳液的体积V与通气时间t之间的关系；3)停止通入气体，记录所述水性乳液的静置体积V'与静置时间t'之间的关系；4)以^为横坐标，为纵坐标作图，得水性乳液起泡曲线；
V5)以C为横坐标，为纵坐标作图，得水性乳液消泡曲线。本发明检测方法通过以下装置实施:
所述装置包括气源I和测量管3 ;所述气源I和所述测量管3之间设置有连通所述气源I和所述测量管3的导管5 ;所述导管5上设置有气体流量计2和气阀4 ；所述测量管3的管体6透明，在所述管体6的顶部设置有出气口 7，在所述管体6的底部设置有进气口 8，所述进气口 8与所述导管5连接；在所述管体6的下部由上至下依次设置有防水透气层9和多孔透气层10，所述防水透气层9和所述多孔透气层10位于所述进气口 8的上部；所述管体6上设置有测量体积的刻度11，以方便读取测试样品的体积。所述防水透气层9为聚氨酯防水透气膜、聚四氟乙烯防水透气膜、聚乙烯防水透气膜或聚丙烯防水透气膜。所述防水透气层9的孔径为2-10微米，厚度为0.2-1毫米。所述多孔透气层10为砂芯、多孔陶瓷或多孔铝片。所述多孔透气层10的孔径为5-25微米，厚度为2-4毫米。本发明中所述气源I为高压气体钢瓶，高压气体钢瓶中的气体是可以更换的，以满足使用者研究不同气体对水性乳液起泡性能的影响，常见的气源有压缩空气，氮气，氧气,二氧化碳气体等。所述气体流量计2优选转子气体流量计或数显气体流量计。本发明所述测量管3的管体6优选圆柱形，直径为3_5cm，高为30_50cm。待测样品加入的体积一般不超过测量管管体体积的1/3。本发明设置多孔透气层10的目的是为了使气源流出的气体在测量管3中均匀地分散开，避免形成较大的气泡而影响测量结果的准确性和有效性，由于多孔透气层10的存在，将进气口 8流入的气体分散成较为细小的气流，从而保证了乳液均匀稳定的起泡。由于待测样品是水性乳液，因此在测试时，待测样品会通过多孔透气层10的孔隙流入导管5，会对导管5中的气体流速等造成影响，从而会影响测试的准确性。本发明设置防水透气层9的目的就是为了避免此种现象的发生，防水透气层9为高分子防水透气材料，兼具防水和透气双重功能，既能 使气体通过，又能防止待测样品流入导管5，从而保证了测试结果的准确性。本发明检测过程中测量管3处于竖直状态，以保证测量结果的准确性。本发明检测步骤如下:1、打开气源I的阀门并开启气阀4，调节气体流量计2，使气体流速V为5_15mL/s ；2、关闭气阀4，将体积Vtl为50_200mL的水性乳液通过出气口 7倒入测量管3中；3、开启气阀4，记录通气后乳液体积V与通气时间t之间的关系；4、关闭气阀4，记录乳液静置体积V与静置时间C之间的关系；5、以V:Λ为横坐标， .!为纵坐标作图，得水性乳液起泡曲线；
V0V6、以C为横坐标，为纵坐标作图，得水性乳液消泡曲线。通过以上，即检测出乳液的起泡性能和消泡性能。如图3所示水性乳液起泡曲线，曲线上升趋势越快，乳液起泡性能越弱，即乳液不易起泡；曲线上升趋势越慢，乳液起泡性能越强，即乳液较为容易起泡。如图4所示水性乳液消泡曲线，曲线下降趋势越快，表明乳液起泡后消泡速率快，曲线下降趋势越慢，表明乳液起泡后消泡速率慢；曲线终点横坐标越接近于零，表明乳液起泡后消泡能力越强。本发明能准确模拟水性乳液起泡条件，检测时样品用量小，操作方便，耗时短，且检测结果准确。
四
图1为快速检测水性乳液起泡性能的装置的结构示意图。其中:I气源，2气体流量计，3测量管，4气阀，5导管。图2为测量管3的结构示意图。其中:6管体，7出气口，8进气口，9防水透气层，10多孔透气层，11刻度。图3为本发明方法测得的几种不同水性乳液的起泡曲线。图4为本发明方法测得的几种不同水性乳液的消泡曲线。
五具体实施例方式下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清除、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1:本发明快速检测水性乳液起泡性能的装置如图1、图2所示。所述装置包括气源I和测量管3 ;所述气源I和所述测量管3之间设置有连通所述气源I和所述测量管3的导管5 ;所述导管5上设置有气体流量计2和气阀4 ；本发明所述测量管3的管体6为圆柱形，直径为3cm，高为30cm ;所述测量管3的管体6透明，在所述管体6的顶部设置有出气口 7，在所述管体6的底部设置有进气口 8，所述进气口 8与所述导管5连接；在所述管体6的下部由上至下依次设置有防水透气层9和多孔透气层10，所述防水透气层9和所述多孔透气层10位于所述进气口 8的上部；所述管体6上设置有测量体积的刻度11，以方便读取测试样品的体积。所述多孔透气层10为砂芯薄片，孔径为5微米，厚度为2毫米。设置多孔透气层10的目的是为了使气源流出的气体在测量管3中均匀地分散开，避免形成较大的气泡而影响测量结果的准确性和有效性，由于多孔透气层10的存在，将进气口 8流入的气体分散成较为细小的气流，从而保证了乳液均匀稳定的起泡。所述防水透气层9为聚氨酯防水透气膜，孔径为2微米，厚度为0.2毫米。由于待测样品是水性乳液，因此在测试时，待测样品会通过多孔透气层10的孔隙流入导管5，会对导管5中的气体流速等造成影响，从而会影响测试的准确性。本发明设置防水透气层9的目的就是为了避免此种现象的发生，防水透气层9为高分子防水透气材料，兼具防水和透气双重功能，既能使气体通过，又能防止待测样品流入导管5，从而保证了测试结果的准确性。本发明中所述气源I为高压气体钢瓶，高压气体钢瓶中的气体为氮气。所述气体流量计2为数显气体流量计。本发明检测过程中测量管3处于竖直状态，以保证测量结果的准确性。本发明检测方法按以下步骤操作:
1、打开气源I的阀门并开启气阀4，调节气体流量计2，使气体流速V为5mL/s ；2、关闭气阀4，将体积Vtl为50mL的水性石蜡乳液通过出气口 7倒入测量管3中；3、开启气阀4，记录通气后乳液体积V与通气时间t之间的关系；4、关闭气阀4，记录乳液静置体积V'与静置时间t'之间的关系；5、以
权利要求
1.一种快速检测水性乳液起泡性能的方法，其特征在于按以下步骤操作: 1)量取一定初始体积Vtl的水性乳液； 2)从所述水性乳液的底部以流速V向所述水性乳液中均匀的通入气体，记录通气后水性乳液的体积V与通气时间t之间的关系； 3)停止通入气体，记录所述水性乳液的静置体积V'与静置时间t'之间的关系； 4)以
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于: 初始体积V。为50-200mL。
3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于: 流速 v 为 5_15mL/s。
全文摘要
本发明公开了一种快速检测水性乳液起泡性能的方法，通过向一定体积待测样品中通入气体，使乳液起泡，测量不同通气量下乳液起泡后的体积，根据通气量与乳液体积变化之间的关系即可表征水性乳液的起泡性能，同时也能表征乳液起泡后的泡沫的稳定性。本发明能准确模拟水性乳液起泡条件，检测时样品用量小，操作方便，耗时短，且检测结果准确。
文档编号G01N33/00GK103197033SQ20131009320
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者陈鹏, 夏茹, 郝家宝, 铁迪, 钱家盛, 杨斌, 苗继斌, 苏丽芬, 郑争志 申请人:安徽大学