专利名称：泡沫性能测试方法和测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及泡沫测试技术领域，尤其涉及一种泡沫性能测试方法，以及对应的测
I式O
背景技术：
泡和泡沫是人们日常生活和化工生产中常见的现象，但是对泡和泡沫比较了解的 人却很少，至今还没有形成一个成熟、完整而统一的泡沫理论体系。工业上人们对于如何更 好的利用和消除泡沫越来越重视，在金属加工液行业，尤其是水基金属加工液中显得尤为 迫切，因为泡沫的存在对加工液的冷却、防锈、润滑等性能造成破坏，同时也给机床环境带 来压力，如机床堵塞、泡沫溢出液槽等，此外还会造成消泡剂及切削液的无效损耗等。因此 泡沫性能对金属加工液来说一个重要的监测指标，必须对金属加工液的泡沫效果进行严格 的控制。水基加工液的泡沫控制体现在两个方面一是消泡，即将已产生的泡沫消除 ’二 是抗泡或抑泡，即防止或抑制加工液在使用过程中气泡的产生。对金属加工液行业而言，这 两个方面都非常重要，是泡沫效果进行评价的两个重要方面，也是进行消泡剂筛选的重要 衡量指标。目前对于水基金属加工液泡沫效果的评价方法比较简单。如手摇动力法之一 的国标测试方法GB/T6144-85，也称为泡沫消除法，即将水基加工液5%开稀后，置于量筒 中通过剧烈摇动，产生大量的泡沫后，再通过泡沫体积减少到一定量所需的时间来确定消 泡性能，所需时间越短，说明消泡性能越强；或按一定时间后的泡沫体积来确定消泡性能， 泡沫体积越小，其消泡能力越强。然而此方法存在以下的缺点(1)由于存在人为操作的 偏差，因而不可避免的会引入系统误差；( 此测试方法存在重复性较差的缺点；C3)不能 模拟工厂实际操作的动态过程；(4)只能显示终态的泡沫数据，不能显示泡沫的动态数据； (5)不能体现消泡性能与温度的关系；(6)不能进行抗泡效果的测试；(7)衡量标准单一，不 能有效地根据不同工况来确定相应的标准；⑶精确度较差，对几种泡沫效果相差不大的 加工液不能进行有效的比较测试。正是由于该种方法存在操作不易规范统一，极易引入误 差，导致测定结果误差较大的问题，因此该方法已不能适应当前金属加工液发展的需求。

发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种泡沫性能测试方法，包含抗泡性能测 试方法和消泡性能测试方法，能在动态下准确测量泡沫效果，重复性好。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种抗泡性能测试方法，包括以 下步骤①、在内径20mm 100mm，容积为2200ml 3500ml的透明试管内，预先加入待测 液 800ml 1200ml ；②、在距步骤①内液面高度为30cm 80cm处，按2L/min 12L/min流速竖直向 下注入待测液，产生泡沫，同时待测液从试管底部按相同速度流出；
当泡沫生成IOOOml时，记录所耗时间；或当所耗时间为150min而生成泡沫不足IOOOml时，记录所生成的泡沫量和所耗时间。优选的，记录泡沫每生成IOOml时所耗时间。优选的，步骤②注入待测液的位置处于液面的中央处。一种消泡性能测试方法，包括以下步骤(1)、在内径20mm 100mm，容积为2200ml 3500ml的透明直管内，预先加入待测 液 800ml 1200ml ；(2)、在距步骤(1)内液面高度为30cm 80cm处，按2L/min 12L/min流速竖直 向下注入待测液，产生泡沫，同时待测液从试管底部按相同速度流出；(3)、步骤O)的过程维持80min lOOmin，同时停止向试管注入待测液和从试管 中流出待测液；当泡沫消去至体积为40ml时，记录所耗时间；或当生成泡沫体积小于40ml时，直至泡沫体积消去至Oml，记录所耗时间。优选的，步骤( 注入待测液的位置处于液面的中央处。优选的，记录泡沫每消去IOOml时所耗时间。与现有技术相比，本发明将待测液从一定高度以一定流速垂直落到透明直管中预 装相同溶液的液面，同时下面的溶液以相同的速度从底部流出，此过程中产生泡沫；根据产 生的泡沫体积(为透明直管中泡沫和液体的总体积减去预装溶液的体积)和实验时间来确 定抗泡效果，时间越长而泡沫体积越小，则说明抗泡性越好。同样以待测液在透明直管中循环流动，使待测液从一定高度以一定流速垂直落到 相同溶液表面，循环一定时间后停泵测试消泡，根据泡沫消除到一定量体积时所需的时间 来确定其消泡效果，时间越短，说明消泡效果越好。当待测液固定流速，并使用同一仪器时，泡沫体积和成泡时间可以作为抗泡效果 的度量；因为此时泡沫体积和成泡时间是在一定液体流速和一定位差时，泡沫生成和破坏 共同作用的结果，所以此量包括了成泡和消泡两种性能(也即抗泡性能)；而在一定温度、 流速及位差下，待测液先循环定量时间后的消泡时间反应了消泡性能。本发明充分考虑到水基加工液中泡沫产生的原因、液体流速、喷射压强及温度等 多种因素的影响，模拟实际工况动态循环的工作方式，以测量成泡时间和体积表示测试结 果，时间越长，而泡沫体积又越小，则抗泡效果越好；同样消泡测试时，消泡时间越短则消泡 效果越好。本发明操作、使用方便，可避免人工操作产生的诸多误差；可根据实际加工工况设 定相应的测试标准并量化测试结果；不但适用于加工液用消泡剂在各种温度下的消泡效果 评价，而且可用于评价未添加消泡剂的各种体系的抗泡效果；模拟了工厂中循环流动的实 际工况，从而对加工液在实际工况下的运用具有可行的指导作用。总之，该方法既可用于消 除由泡沫发生而引起的售后服务因素，提高产品的信赖度和品牌形象，进而提高客户的满 意度；同时也可为国内水基加工液行业泡沫性能检测标准的建立提供一个可行的方向，也 可推广用于其它行业水性产品的泡沫性能的评价。本发明还提供了一种用于测量泡沫性能的测试装置，该装置包括有循环管道依次连接的泵、阀和竖直设置的透明直管，所述透明直管为内径20mm 100mm，容积为2200ml 3500ml，且预先加入待测液800ml 1200ml ；所述透明直管上端连接的管道出口距透明直 管内液面高度为30cm 80cm ；所述阀控制管道中待测液的流速为2L/min 12L/min。优选的，所述透明直管上端连接的管道出口位于透明直管内液面中央处的正上 方。优选的，该装置还包括恒温水浴装置，所述透明直管设有夹套，所述恒温水浴装置 与夹套连通。优选的，该装置还包括有流量计，所述流量计设在阀和透明直管之间的管道中。本发明测试装置具有以下有益效果具有结构合理，操作、使用、维护方便，运行成 本低等显著特点，可避免因人工操作而产生的诸多误差，实验可重复性较好，测试记录可以 获得泡沫的一定动态性数据；并考虑到实际工况中流速、喷射压力及温度等多种因素的影 响，模拟了动态循环的实际工况，能客观评价水性加工液在不同温度、流速等条件下的动态 消泡效果，对实际工况起到一定的指导作用；总之，该发明适用于水基加工液在各种温度下 的泡沫效果评价，对加工液的实际应用和完善加工液产品具有实际意义，该方法在水基金 属加工液行业中具有很好的推广前景。


图1为本发明的泡沫效果动态循环测试装置的结构示意图。图2为消泡剂添加量不同的抗泡曲线图；图3为不同离子水硬度新方法测得的抗泡性曲线；图4为不同离子水硬度新方法测得的消泡性曲线。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和 解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。如图1所示的泡沫效果动态循环测试装置，其由恒温夹套(有机)玻璃管1、循环 增压泵2、节流阀3、超级恒温水浴锅4、不锈钢转子流量计5及适量的硅胶管组成。恒温夹套(有机)玻璃管1的内径20mm 100mm，容积为2200ml 3500ml，外径 30mm 110mm，整体呈圆柱型，上下两端各接一根直径08 xl O的L型导管，其外管上有刻度。 若要控制温度时，从恒温夹套(有机)玻璃管1下方的进水口进水，上方的出水口出水，形 成水浴循环，达到保温效果。通过启动循环增压泵2及根据不锈钢转子流量计5来调整节 流阀3，从而使得待测液以一定流速循环流动，以模拟加工液的实际工作状态。采用上述测试装置测量泡沫的性能参数的工作过程如下1)配制至少1500ml的待测液作为待测对象。2)先如图1所示组装装置并检漏；然后每次用1500ml去离子水循环清洗装置 3 5次；清洗后再用300ml待测液润洗装置3 5分钟；润洗后往装置中注入待测液至 800ml 1200ml刻度处，同时调整喷头处于中心且垂直液面并距液面的高度为30cm 80cm ；3)打开超级恒温水浴锅4升至适宜的温度，并启动电动泵形成水浴循环，使得恒温夹套(有机)玻璃管1内的温度升到规定的温度(若对温度要求不严格时，此步可忽略)。4)启动循环增压泵，调整至特定流量(一般为2 12L/min)。5)若测抗泡性，则待液面无泡时启动泵同时按下秒表进行实验；每生成IOOml泡 沫(泡沫体积=液体总体积-预装待测液的体积)记录一次时间，直至泡沫体积为IOOOml 时记录此刻的总时间OVs)并记录泡沫体积1000ml，或当总时间为150min时泡沫体积仍 未达到IOOOml时记录此刻的泡沫体积(V/ml)及时间(T2 = 150min)作为抗泡性(也即泡 沫生成和破坏的综合性能)的评定指标(其时间越长且泡沫体积越小，则抗泡性越好)；此 刻立即停止循环泵，同时用秒表重新开始记录时间，每消去IOOml泡沫记录一次时间，直至 泡沫为40ml，记下此时的总时间(T3Zs)作为该体系于此状况下消泡性的评定指标。6)若要进行消泡性能评价，则待液面无泡时启动泵同时按下秒表进行实验，先将 测试对象循环时间80min IOOmin ( —般为90min)后，立即停止循环泵及将秒表归零，并 立刻又重新启动秒表计时，每消去IOOml泡沫记录一次时间，直至泡沫为40ml，记下此时的 总时间(T4Zs)作为消泡性的评定指标(其时间越短则表明其消泡性能越好)。7)测试中一般取三次平行测试的算术平均值作为分析结果。8)试验完成后立即将待测液排出，同时每次用1500ml去离子水对装置进行循环 清洗3 5次，以待下次试验。对比实验例1、消泡剂添加量不同的同一乳化体系在同一乳化体系中，加入同一消泡剂(硅氧烷型)，只是添加量各有不同，分别采 用手摇动力法和上述本发明方法测试其消泡性。1. 1、采用手摇动力法测试其消泡性，结果见下表1。表1消泡剂不同添加量消泡性(5% )的手摇动力法测试结果
权利要求
1.一种抗泡性能测试方法，包括以下步骤①、在内径20mm 100mm，容积为2200ml 3500ml的透明试管内，预先加入待测液 800ml 1200ml ；②、在距步骤①内液面高度为30cm 80cm处，按2L/min 12L/min流速竖直向下注 入待测液，产生泡沫，同时待测液从试管底部按相同速度流出；当泡沫生成IOOOml时，记录所耗时间；或当所耗时间为150min而生成泡沫不足IOOOml时，记录所生成的泡沫量和所耗时间。
2.如权利要求1所述的抗泡性能测试方法，其特征在于记录泡沫每生成IOOml时所 耗时间。
3.如权利要求1所述的抗泡性能测试方法，其特征在于步骤②注入待测液的位置处 于液面的中央处。
4.一种消泡性能测试方法，包括以下步骤(1)、在内径20mm 100mm，容积为2200ml 3500ml的透明直管内，预先加入待测液 800ml 1200ml ；(2)、在距步骤(1)内液面高度为30cm 80cm处，按2L/min 12L/min流速竖直向下 注入待测液，产生泡沫，同时待测液从试管底部按相同速度流出；(3)、步骤O)的过程维持SOmin lOOmin，同时停止向试管注入待测液和从试管中流 出待测液；当泡沫消去至体积为40ml时，记录所耗时间；或当生成泡沫体积小于40ml时，直至泡沫体积消去至0ml，记录所耗时间。
5.如权利要求4所述的消泡性能测试方法，其特征在于步骤(2)注入待测液的位置 处于液面的中央处。
6.如权利要求4所述的消泡性能测试方法，其特征在于记录泡沫每消去IOOml时所 耗时间。
7.—种泡沫性能测试装置，其特征在于该装置包括有循环管道依次连接的泵、阀和 竖直设置的透明直管，所述透明直管为内径20mm 100mm，容积为2200ml 3500ml，且预 先加入待测液800ml 1200ml ；所述透明直管上端连接的管道出口距透明直管内液面高度 为30cm 80cm ；所述阀控制管道中待测液的流速为2L/min 12L/min。
8.如权利要求7所述的泡沫性能测试装置，其特征在于所述透明直管上端连接的管 道出口位于透明直管内液面中央处的正上方。
9.如权利要求7所述的泡沫性能测试装置，其特征在于该装置还包括恒温水浴装置， 所述透明直管设有夹套，所述恒温水浴装置与夹套连通。
10.如权利要求7所述的泡沫性能测试装置，其特征在于该装置还包括有流量计，所 述流量计设在阀和透明直管之间的管道中。
全文摘要
本发明涉及一种泡沫性能测试方法，包含抗泡性能测试方法和消泡性能测试方法，两种测试方法均包含以下步骤①在内径20mm～100mm，容积为2200ml～3500ml的透明试管内，预先加入待测液800ml～1200ml；②在距步骤①内液面高度为30cm～80cm处，按2L/min～12L/min流速竖直向下注入待测液，产生泡沫，同时待测液从试管底部按相同速度流出；然后根据产生的泡沫量和时间，以及后续的泡沫消去时间，作为相应参数。还涉及泡沫性能测试装置。本发明可避免人工操作产生的诸多误差；不但适用于加工液用消泡剂在各种温度下的消泡效果评价，而且可用于评价未添加消泡剂的各种体系的抗泡效果及其它水性产品(清洗剂等)的消泡性能的检验方法。
文档编号G01N33/00GK102087259SQ201010620889
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者何集宝, 侯海燕, 张清丰, 李集周, 欧博明, 胡建, 阮永忠 申请人:东莞太平洋博高润滑油有限公司