编者注:以下是基思·穆迪(Keith Moody)对所介绍的问题的答案Lindsey的凝乳散布”在2018年12月发行的PCI中。

林赛·道尔(Lindsay Doyle)的润滑油乳液和她的顾客的丙烯酸分散剂都像凝乳牛奶一样崩溃和分离。阿尔·基德(Al Kidd)告诉林赛(Lindsay)在其丙烯酸色散配方中添加一些“碳水化合物”,以防止分离。Al知道润滑剂和丙烯酸分散剂问题都与温度相关。是什么导致两个系统崩溃,原因与原因有何关系?当Al告诉Lindsay在牢房中添加一些“碳水化合物”时,他的意思是什么?

阿尔·基德(Al Kidd)知道,润滑剂乳液是一些矿物油和水与由短链氧化乙烷(EO)组制成的表面活性剂的简单配方。表面活性剂中的EO越多,表面活性剂的水溶于水。像Tergitol™15-S-7这样的EO很少的表面活性剂不是水溶性的,而是油溶性,非常适合制作油脂乳液,例如Lindsay的润滑油。

但是,Al还知道这些EO型表面活性剂具有怪异的水溶性特性。他们臭名昭著的是,水在热水中易溶,而不是更可溶的水。Lindsay在学校获悉,溶解度随温度的增加,但是这些表面活性剂不同。这些二次醇乙氧基酸盐表面活性剂表现出上层云点。云点是这些表面活性剂的独特特征,当温度达到临界温度以上EO不再溶于水中时,可以测量。当存在足够的能量以破坏水分子与表面活性剂上的EO的相互作用时,云点被认为是温度,并且表面活性剂从水中溶液出来并变得多云。当发生这种情况时,所有其他由表面活性剂(如矿物油)稳定的成分也来自溶液。这就是她的润滑剂乳液坐在烤箱顶部过夜后发生的事情。润滑剂配方的温度在基于EO的表面活性剂的云点温度上升到以上,乳液从溶液中崩溃。

阿尔·基德(Al Kidd)还知道,从溶液中崩溃的客户的丙烯酸分散剂中包含乙醚溶剂作为耦合剂。偶联溶剂用于水分散体中,以帮助确保中和丙烯酸聚合物保持在水中。涂料行业中最好的耦合溶剂是乙二醇单丁基(EB)溶剂。这种溶剂,就像润滑剂乳液中的表面活性剂一样,也由氧化乙烷制成。

Al Kidd还知道,基于EO的乙醚溶剂,其结构与Tergitol表面活性剂非常相似,也显示出与基于EO的表面活性剂的一些不寻常但相似的行为。这些基于EO的溶剂在加热时可能会失去溶解度。EB溶剂是在室温下完全可溶的,但是当以30%的重量加入水中时,分离并在110°F以上变成不混溶。艾尔还知道,德克萨斯州那个夏天已经看到了纪录的最高点。当然可以想象,仓库温度可能已经超过110ºF。

下面的图1是一个相图,显示了EB/水混合物如何在升高温度下形成两个相。

Al还知道,确保EB不能分开的最简单方法是添加二乙二醇单丁基醚(DB)溶剂。这就是为什么许多较旧的配方都用EB和DB将聚合物搭配到水中的原因。当全EB系统被DB:EB混合物替换时,不混溶的温度将升高到150ºF以上。最常见的是,DB溶剂添加为总耦合溶剂的30%。

Al Kidd已经制定了30多年的涂料。他已经使用前碳化物的溶剂学习了油漆配方。碳化物具有独特的方式,可以命名用于制造水基涂料的乙二醇。例如,他们没有用名称为“ EB溶剂”的乙烯甘氨酸单丁基丁基,而是使用了丁基cellosolve的商品名称。同样,甲苯二乙二醇单醚被碳化物称为丁基贝赛尔。由于EB是迄今为止最广泛使用的乙醚,因此Al称为丁醇溶剂(EB溶剂)为细胞,并将其称为丁醇(DB溶剂)为碳水化合物。当Al向Lindsay提出建议以在细胞中添加一些“碳水化合物”时,他说她需要将一些二乙二醇单丁基与乙二醇单乙醚与乙二醇单丁基醚混合在一起,以升高不信用的温度。

丁基溶剂溶液/水与温度的相互溶解度。
图1 ”丁基溶剂溶液/水与温度的相互溶解度。