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水性涂料用消泡剂简介、应用及其分类

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2017-09-07 22:31:31    点击数:-   【

一 涂料用消泡剂简介

近代科学技术的发展,对涂料工业提出高质量、高效益的要求。即水性涂料、溶剂型涂料,在配方中应采用各种助剂,其中有帮助颜料湿润分散的助剂;有改善涂料成品贮藏稳定的助剂,有调整漆膜外观平整的助剂;还有一些达到特殊功能的助剂。上述这些助剂品种大多都属于表面活性剂,都能改变涂料的表面张力,致使涂料本身就存在着易起泡或使泡沫稳定的内部因素。涂料制造过程中需要使用各种高速混合机,如三辊机、砂磨机和球磨机等。涂料涂装时所用的各种方式方法,如空气喷涂、无气喷涂、辊涂、流涂和淋涂等。在这些过程中,都会程度不同地增加涂料体系的自由能,帮助产生泡沫,这是产生泡沫的外部因素。

涂料工业中水性乳胶涂料的泡沫问题最为突出,这是它的特殊配方和特殊生产工艺所致。

(1)乳胶漆是以水为稀释剂在乳液聚合时就必须使用一定数量的乳化剂,才能制取稳定的水分散液。乳化剂的使用,致使乳液体系表面张力大大下降,这是产生泡沫的主要原因。

(2)乳胶漆中分散颜料的润湿剂和分散剂也是降低体系表面张力的物质,有助于泡沫的产生及稳定。

(3)乳胶漆粘度低则不易施工,使用稠剂后则使泡沫的膜壁增厚而增加其弹性,使泡沫稳定而不易消除。

(4)生产乳液时游离单体的抽取;配制乳胶漆时的调整分散及搅拌;施工过程上的喷、刷、辊等操作。所有这些都能不同程度地改变体系的自由能,促使泡沫产生。

乳胶漆的泡沫问题,使生产操作困难,泡沫中的空气不仅会阻碍颜料或填料的分散,也使设备的利用率不足而影响产量;装罐时因泡沫,需多次灌装。施工中给漆膜留下的气泡造成表面缺陷,既有损外观,又影响漆膜的防腐性和耐候性。

二 消泡剂的分类

消泡剂的分类,不同的参考书上往往有不同的方法。笼统地分,可以分为水性的和溶剂性的;或者含硅的,不含硅的。那么我们一般可以认为,主要有四大类市场上比较常见。

1 低级醇以及酯类

包括异丙醇、丁醇、磷酸三丁酯等等。由于具有一定毒性和VOC,而且消泡效果不明显,抑泡性不好,因此已经逐渐淡出。

2 有机的极性化合物

主要指一些HLB值较低的表面活性剂,比如聚醚类表面活性剂,聚乙二醇脂肪酸酯等。这些由于HLB的关系,市场上也不多见。

3 矿物油类

除了矿物油配合物具有消泡效果外,还包含一些疏水性的粒子,比如硬脂酸金属皂、聚脲。也具有一定的效能,市场常见。

4 有机硅类

主要以疏水性硅氧烷油为活性成分,加上其他一些载体表面活性剂来配合使用,效果较好,但添加量需要斟酌。一般市场以三、四类较常见,做好搭配工作,保证消泡剂和整个体系的融合问题,发挥消泡性抑泡性和长效性即可。至于具体的种类,中国市场各种各样的消泡剂数不胜数,只有通过自己的实验室进行具体的实验才能看出是否适合。

三 水性涂料用消泡剂简介

水性漆的气泡一向很让生产和使用者头痛,这里先讲讲气泡的产生和稳定,简单的讲就是表面张力越低,体系形成泡沫所需的自由能就越小,就越容易产生泡沫。但是这样的泡沫并不一定很稳定,只有当体系中含有能形成弹性膜的的表面活性物质,如:分散剂、增稠剂、流平剂等,泡沫才能稳定。

了解了基本的稳泡原理,要消泡就好办了,首先要注意有没有稳泡的成分在体系里面,然后选择合适的消泡剂,一般含硅的消泡剂效果会好一点,但要注意会影响其他性能。还要注意不同的体系要用不同类型的消泡剂,如丙烯酸乳液、聚氨酯分散体、水溶性树脂等各体系所适用的消泡剂类型都不相同,具体要通过实验来验证。有很多消泡剂有很强的破泡能力,但是抑泡能力较差,对使用过程中产生的气泡作用不大,这时就要考虑两种或多种消泡剂混合使用,并且应该分两次加入,研磨时加入抑泡效果好的消泡剂,成漆时加入破泡效果好的消泡剂。

当然,消泡和体系粘度也有关,粘度小消泡自然快。

另外,消泡和体系的挥发性也有关,挥发很快的漆液,表面会干结,当气泡浮到表面来不及破灭,就被固定住,会越积越多。

1 消泡剂的选择

消泡剂的种类比较多,大致为有机物类、二氧化硅类、有机硅类等,又分为已乳化的和未乳化的。大家在选择水性涂料的消泡剂的时候要注意的是,(1)消泡能力强;(2)稳定性好;(3)不影响光泽;(4)没有重涂性等障碍。

建议大家采用高速搅拌法检验消泡剂的消泡能力。固定转速、搅拌时间、用量、粘度等参数,然后比较泡沫的的高度以及消除的时间。

2 消泡剂的用量

一般高粘度的乳胶漆,由于消泡困难,稳泡因素也多,加量稍多些,一般为0.3-1.0%。低粘度的乳胶漆或水溶性涂料,尤其是水溶性涂料,由于含有一定量的助溶剂,可以适当减少用量,一般为0.01~0.2%即可。其他水性涂料或树脂,一般为0.1%左右。反正加量并不是越高越好,多了会引起缩孔、油花等漆病,含硅的消泡剂多了,还会影响再涂性。

3 加入方法

大多数消泡剂不能直接加入到已稀释的水性涂料中去,一般都要在树脂或涂料的粘度较高时加入,并有良好的分散。另外最好分两次加入,一次在研磨料中,另一次在成漆时加入,每阶段各加一半。