高压均质机在浸润剂配制中的应用

应用与交流　Ｆ　一　李伟：高压均质机在乳化中的应用　ｇｌａｓｓ　高压均质机在浸润剂配制中的应用　李伟　（泰山玻纤邹城有限公司，邹城２７３５１７）　摘　要：为了减少乳化剂在浸润剂成膜剂中的使用比例，达到玻璃纤维与树脂基体有更高的结合强度这一要求，通过高压　均质机在乳液处理过程中的使用，生产出了仅使用少量乳化剂的乳液。通过此乳液与正常乳液的稳定性对比试验，证明采　用高压均质机对乳液进行处理完全可以达到减少乳化剂的使用比例而生产出稳定乳液的目的。　关键词：乳化剂　稳定性　均质机：乳化　浸润剂　ＵＳＥ　ＯＦ　ＨＩＧＨ　ＰＲＥＳＳＵＲＥ　ＨＯＭＯＧＥＮＩＺＩＮＧ　ＭＡＣＨＩＮＥ　ＩＮ　ＳＩＺＥ　ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ　ＬＩＷｅｉ　（Ｔａｉｓｈａｎ　Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ　Ｚｈｏｕｃｈｅｎｇ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｚｈｏｕｃｈｅｎｇ　２７３５　１　７）　Ａｂｓｔｒａｃｔ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｉｌｍ　ｆｏｒｍｅｒ　ｆｏｒ　ｓｉｚｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｂｏｎｄｉｎｇ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｇｌａｓｓ　ｆｉｂｅｒｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｉｎ　ｍａｒｘ，ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｓｍａｌｌ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｉｎ　ｅｍｕｌｓｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔｓ　ｆｏｒ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｅｍｕｌｓｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｎｏｒｍａｌ　ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ，ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｈｔａｔ　ｈｔｅ　ｕｓｅ　ｏｆｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ　Ｃａｎ　ｗｅｌｌ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｌｅｓｓ　ｅｍｕｌｓｉｉｆｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ．ｅｍｕｌｓｉｉｆｅｒ；ｓｔａｂｉｌｉｙｔ；ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ；ｅｍｕｌｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ；ｓｉｚｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　Ｏ前言　增强玻璃纤维与树脂基体结合的一个有效途径。　为了使玻璃纤维与树脂基体有更好的结合性能，　我们通常都希望在玻璃纤维浸润剂中尽量少地使用　１　高压均质机工作原理　惰性组分，如：润滑剂、成膜剂中的乳化剂之类的　在一个成熟的乳液配方中减少乳化剂用量将会导　物质。但是在浸润剂配方中润滑剂的量用的太少，　致乳液稳定性变差，容易分层沉淀。为解决乳液稳　玻璃纤维在拉丝及制品加工中容易产生毛丝，不利　定性问题我们引入了高压均质机　高压均质机以高　于生产。如果能把成膜剂中的乳化剂量减少也将是　压往复泵为动力传递及物料输送机构，将物料输送　至工作阀（一级均质阀及二级乳化阀）部分。待处　收稿日期：２００５－０８－０６　理物料在通过工作阀的过程中，在高压下产生强烈　作者简介：李伟。男，泰山玻纤邹城有限公司技术开发专员。工　的剪切、撞击和空穴作用，从而使液态物质或以液　程师。　体为载体的固体颗粒得到超微细化。　《玻璃纤维＞２００６年第２期　２０　维普资讯 http://www.cqvip.com

车伟：高压均质机在乳化中的应用　Ｆ　—　ｇｌａ，￣ｓ　应用与交流　５　４　２高压均质机的特点　相对于离心式分散乳化设备（如胶体磨、高剪　切混合乳化机等），高压均质机的特点是：　（１）　细化作用更为强烈。这是因为工作阀的阀　Ｆ１　芯和阀座之间在初始位是紧密贴合的，只是在工作　时被料液强制挤出了一条狭缝：而离心式乳化设备　的转定子之间为满足高速旋转并且不产生过多的热　图１　高压均质机工作原理步骤１　量，必然有较大的间隙（相对均质阀而言）；同时，　由于均质机的传动机构是容积式往复泵，所以从理　论上说，均质压力可以无限地提高，而压力越高，　细化效果就越好。　（２）　均质机的细化作用主要是利用了物料间的　相互作用，所以物料的发热量较小，因而能保持物　Ｆ１　料的性能基本不变　（３）　均质机能定量输送物料，因为它依靠往复　图２　高压均质机工作原理步骤２　泵送料。　（４）　均质机耗能较大。　如图１所示，物料在尚未通过工作阀时，一级均　质阀和二级乳化阀的阀芯和阀座在力Ｆｌ和Ｆ２的作用　下均紧密地贴合在一起。物料在通过工作阀时（如　（５）　均质机不适合于粘度很高的情况。　３验证试验　根据高压均质机的以上特点我们做了大量的试　验，证明利用高压均质机的超微细化机理可以在加　图２），阀芯和阀座都被物料强制地挤开～条狭缝，　同时分别产生压力Ｐ１和Ｐ２以平衡力Ｆｌ和Ｆ２。物料在　通过一级均质阀（序号１、２、３）时，压力从Ｐ１突降　至Ｐ２，也就随着这压力能的突然释放，在阀芯、阀　入少量乳化剂的情况下同样可以制各出稳定的乳液。　表１为较为典型的一组乳化对比试验。　座和冲击环这三者组成的狭小区域内产生类似爆炸　效应的强烈的空穴作用，同时伴随着物料通过阀芯　试验１＃为一种成熟的环氧乳液乳化配方，乳化　过程中有明显的转相点，此乳液在２Ｏ℃的环境中　和阀座问的狭缝产生的剪切作用以及与冲击环撞击　产生的高速撞击作用，如此强烈地综合作用，从而　使颗粒得到超微细化。一般来说，Ｐ２的压力（即乳　５０％固含量的条件下通常可以贮存６个月以上而不发　生沉淀、分层现象。试验２＃的整个乳化过程未出现　明显的转相点，最后稀释成５０％固含量的乳液。此两　种乳液分别取一部分经高压均质机处理，然后在相　同的条件下做离心沉降试验，比较这两种乳液在均　化压力）调得很低，二级乳化阀的作用主要是使已　经细化的颗粒分布得更加均匀。　表１乳化对比试验　《玻璃纤维》２００６年第２期　２１　维普资讯 http://www.cqvip.com

应用与交流　李伟：高压均质机在乳化中的应用　质机处理前后的差异见表２。　对乳液１与乳液２进行对比：乳液１在乳化时使用了　１５　ｇ乳化剂，而乳液２仅使用了９．３８　ｇ，比乳液ｌ少　表２乳液沉降对比试验　使用Ｔ　３７．４７％，但乳液２经高压均质机处理后的乳液　与乳液ｌ未处理的乳液几乎具有相同的稳定性。　５结论　通过乳液沉降对比试验我们可以得出结论：　（１）　相同的乳液经过高压均质机处理后其稳定　性明显增强。　４对比分析　（２）　减少乳化剂用量的乳液在经过高压均质机　通过乳液沉降对比试验我们对乳液ｌ进行分析，　处理后仍然可以得到稳定的乳液。　在相同的离心沉降条件下（ｉ０　ｍｉｎ）经高压均质机　所以，我们可以通过高压均质机对乳液进行处　处理后的乳液表层固含量为１４．１　１％，大于未处理的　理，来达到减少乳化剂用量且又保证乳液稳定性的　乳液的表层固含量ｉ０．３２％，说明经高压均质机处理　效果，最终达到用此乳液生产的玻璃纤维与树脂基　后的乳液更加稳定；对乳液２分析，发现原本不稳定　体有更好的结合性的目的。剐　的乳液经高压均质机处理后也可以成为稳定的乳液：　上接第１９页　（１１）　泡沫灭火系统和移动式冷却水系统管道，　又要注意不得与储罐基础相碰。　管径不大于ＤＮＩ５０时，应采用二次镀锌钢管，以免焊　渣堵塞管道或喷头。　（１２）　泡沫混合液支管上的控制阀应设在防火堤　外，宜采用球阀。　５结束语　玻纤企业的罐区消防设计应结合企业的整体消防　能力和水平，确定所需的泡沫消防系统及冷却系统　泡沫混合液管　的形式，经过认真计算，确定消防设备，并应注意　图８管道安装示意　以上所述细节，这样才能顺利完成罐区的泡沫消防　（９）　罐区内的生产污水管道应有的排出口，　设计。　且应在防火堤外设置水封，水封高度不得小于２５０　１１１１１１，并在防火堤与水封之间的管道上设置易开关的　参考文献　碳钢隔断阀，随后设置内带水封的隔油池。　［１］毛剑．低倍数泡沫灭火系统在工程中的应用．给水排水，２０００，　（１０）　泡沫液储罐宜采用罐内带胶囊的储罐，使　２６（９）：２６～３３　用时泡沫液不与水直接接触，使用后剩余泡沫液未　［２］黄慧．建筑消防设施工程技术．北京：新华出版社．１９９８．３５￣３６　与水混合，因此可以继续使用。　朋　＜玻璃纤维＞２００６年第２期　２２