涂料与助剂-消泡剂的选择与应用

        2022-04-06 09:21:17

        一、涂料中气泡来源

             涂料生产和施工都会不同程度地产生气泡,气泡的产生妨碍生产、施工的顺利进行,同时给成品涂膜带来缺陷。

        1、生产过程中的搅拌混合分散等带来的机械泡

        2、颜填料润湿过程中气体被置换出来。

        3、在2K体系中添加固化剂时的混合。

        4、施工过程,如滚涂,浸涂,喷涂,印刷。

        5、涂料润湿多孔基材时气体被置换出来

        6、涂料固化过程中化学反应生成的气体 

        二、泡沫的稳定机理:

        泡沫是气体在液体介质中稳定的气体,而纯净的水或者是有机溶剂泡沫能够很快的迁移至液体的表面,再加上泡沫的表面和内部均匀的,很难形成弹性薄膜,即使形成亦不稳定,会瞬间消失。 因此,不含表面活性剂及其他杂质的纯液体是不存在气泡的。

        但我们在涂料的生产过程中不但会加入树脂、颜料,填料等材料,为了达到最佳性能还不可避免地会加入一些比如分散剂,流平剂等表面活性剂。溶液中有表面活性剂的存在,气泡形成后,由于分子间力的作用从而在气泡界面上形成弹性膜,其稳定性很强,常态下不易破裂。 

         

        三、气泡的危害

        1、在生产过程中,气泡会降低生产的有效容积以及带来不必要的等待时间。

        2、泡沫也会影响施工。比如在自动线辊涂施工过程中,泡沫会导致涂料从回流槽溢出,以及影响涂料从滚筒向基材的运转。

        3、气泡还会带来干膜的表面缺陷,影响美观。

        4、会降低漆膜的有效成膜密度引起空洞,从而对附着力及各种耐性带来很大的影响。

         

        四、消泡剂的消泡机理

        泡沫的破除要经过3个过程,即气泡的再分布、膜厚的减薄和膜的破裂,要经过这三个过程达到自然消泡是需要很长的时间的。正确选用合适的消泡剂可以保证涂料生产和施工的正常进行

        消泡剂是以低表面张力的与液体有限相溶的微粒的形式渗入到泡沫的体系之中,依照低表面张力的液体总是流向高表面张力的液体的物理原则,消泡剂微粒在接触泡沫后即捕获泡沫的表面经过迅速铺展,进一步扩散侵入。消泡剂本身的低表面张力使气泡膜的表面张力局部降低,使气泡表面形成很薄的双膜层,膜壁逐渐变薄,而被周围表面张力大的膜层强力牵引,产生应力的不平衡,最后导致气泡破裂。而不溶于体系的消泡剂分子,又再重新进入另一个气泡膜的表面,如此重复,直至所有泡沫全部覆灭。 

         

        涂料用消泡剂的选择标准

         

        五、1、表面张力??;消泡能力强,价格实惠,用量少;2、耐热耐酸碱好;在起泡溶液中溶解性??;性能稳定长久。3、分散性、渗透性好;与体系平衡性好;消泡剂加入后不会影响体系的基本性质;4、安全无毒,生理安全性高。

         

        六、消泡剂的特性:

         消泡剂根据应用分类又可分为水性和油性,从功能上分类大体又可分为破泡剂、脱泡剂和抑泡剂, 根据成分分类又可分为:有机硅、矿物油、非硅(聚醚、聚丙烯酸)等都统称为消泡剂。

        按照目前公认的消泡理论,一个化合物如果能够被使用作为某个体系的消泡剂,须要满足两个条件:第一,它要和所应用体系不相容;第二,它要具有比所应用体系更低的表面张力。 所有好的消泡剂都有一个共同特点就是:表面张力必须要低于液体体系表面张力,并与液体要有着一定的不相容性的同时还必须要具备很好的分散性。表面张力越低其有效展布的速度就越快,相容性越差,消泡能力则越强。分散性越好,则越不会引起漆膜缩孔、针眼等不良现象的产生。

         

        七、不同消泡剂的应用和选择

         消泡剂不是万能的,所以在不同的体系内或是不同的施工要求就要选择不同的消泡剂来达到理想的消泡效果。

        有机硅消泡剂易分散、消泡能力强、通用性强、抑泡持久等优点,使用添加量少,应用面相对广泛,既可使用在水性体系,又能使用在油性体系中。表面张力小,化学稳定性好,难与其他物质发生化学反应。消泡能力强,不仅能有效地破除已经生成的泡沫,而且可以显著地抑制泡沫,防止泡沫的生成,是涂料消泡理想的选择。

         相比较而言,由于有机硅助剂的表面张力相对更低,在体系当中一般倾向于液体表面,所以表面想要泡沫消失快,就建议使用能在气泡膜上快速展布的有机硅类低表面张力聚合物破泡剂,这类消泡剂通常是聚硅氧烷类型的,又可细分为氟改性和气硅改性有机硅消泡剂等类别。

        氟改性有机硅如:BYK141、066N扬州立达LD-2022A、2033等。这类消泡剂的特点是:表面张力低,铺展速度快,破泡能力强。与体系的兼容性广??捎行П苊庖蛱砑恿抗蠖斐傻某善峄胱?,漆膜发雾,及因相容性过差而造成的缩孔等现象产生。

        气硅改性型有机硅消泡剂如:海明斯6800和扬州立达的LD-2044、2046等。由于这类消泡剂是在有机硅的基础上面又添加了疏水性气相二氧化硅,能够保证在有机硅低表面张力快速铺展的同时更利用疏水性气气相二氧化硅来刺穿气泡的弹性膜使气泡快速破灭,所以具备了比单纯有机硅更强的破泡能力。

        而非硅助剂由于表面张力相对高一些,并可以在体系内部到表面都有所分布,故更多的在体系内部起作用,所以常被用作脱泡和抑泡助剂。另外非硅消泡剂的消泡能力也取决于与树脂不相容性的强弱的平衡,如相溶性太差虽然消泡能力强,但在添加量过大的情况下也会有着造成漆膜发雾和孔等不良现象的风险产生。这类消泡剂有如:BYK052、三化AC300扬州立达LD--2052、2031等。

        矿物油消泡剂与水性涂料相容性好,主要用于水性涂料的消泡。一般都是有载体油、疏水颗粒,乳化剂,防腐剂及其他增效成分组成??笪镉拖菁辆哂锌焖傧?、效率高、消泡持久和经济性好的特点。能在水中分散而变成适度稳定性的乳液。在酸性与碱性条件下皆可使用。由于矿物油消泡剂大都是乳化型产品,为了避免破乳和浮油不推荐用于研磨和过度分散。这类消泡剂有:巴斯夫WBA、诺普科NXZ、扬州立达LD-206、207、208等。

         对于水性涂料体系,随着现代水性涂料工业的发展,常规的以矿物油为基质的消泡越来越不能满足要求,随之而来的是有机硅消泡剂被越来越多的应用到水性涂料体系当中。 

         通??捎糜谒酝苛咸逑档挠谢柘菁练治橐盒陀牍栌托土酱罄?,乳化液型消泡剂的优势在于本身已经通过乳化分散成有消泡作用的小液滴了,故在使用的时候不需要进行研磨可以直接使用。而硅油型的消泡剂由于无乳化破乳风险一般都建议研磨和在高剪切力下添加。由于含量高,还有添加量小的特点,并且硅油型消泡剂在消除微泡方面比乳液型消泡剂有更大的优势。 这类用于水性涂料的纯硅油型消泡剂有:迪高810、901W、扬州立达LD-230、240等。

         不同要求的涂料体系,不同的生产及施工工艺要求,对抑泡、脱泡、破泡的要求也不尽相同,一般都建议选择用不同特性的消泡剂来搭配使用。


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