油包水(W/O)乳化液是由油、水和乳化剂混合形成的。体系的形态是水以小液滴的形式分散于油中。水相是内相或分散相,油是外相或分散介质。乳化剂的作用对于乳化液的形成和稳定性至关重要,乳化剂分子一般是由非极性、亲油的碳氢链部分和极性、亲水的基团共同构成,具有又亲水又亲油的双重性质。乳化剂的加入,可以大大降低油/水界面的张力,并在界面吸附形成界面膜,从而在一定程度上保证了乳化液的稳定性。油包水乳化液的不稳定形式主要是水相液珠的沉降、聚集和凝并,因此我们在研究其稳定性时主要目标是减弱这三种形式的作用。与此相对应,影响油包水乳化液稳定性的因素主要包括界面张力的大小、界面膜的性质以及介质的粘度等。界面张力越小,界面膜强度越大,乳化液的水相液珠也越不易凝聚;介质的粘度越大,液珠沉降的速度也越慢。但是,含水量大时,意味着液珠之间的距离非常小,容易产生聚集以至合并。
常用的乳化剂在室温下为液体状态,配方工艺简单易操作,一般选择研磨阶段添加。这样就大大方便了生产操作。
乳化体系稳定性与乳化颗粒大小和体系粘度关系最为密切。根据经典的Stocks沉降定律,粘度与沉降速度成反比,粘度越高沉降速度越慢,体系的稳定性越好。乳经颗粒粒径与沉降速度成正比,较小的乳化颗粒有助于形成稳定的乳化体系。
不同的乳化剂所表现的性能有差异:
1、漆膜干燥速度不同;
2、漆膜实干后发白;
3、添加工艺不同时漆膜光泽不同;
4、后期贮存稳定性有差异;
在选择乳化剂时,需全面评价其在涂膜中的作用及影响因素,以确保体系适应的乳化剂,从而制备的涂膜满足设计要求。