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水性涂料—消泡劑簡介和分類
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作者:lifetree
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發(fā)布時間: 2018-11-29
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一．涂料用消泡劑簡介
近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對涂料工業(yè)提出高質(zhì)量、高效益的要求。即水性涂料、溶劑型涂料，在配方中應(yīng)采用各種助劑，其中有幫助顏料濕潤分散的助劑；有改善涂料成品貯藏穩(wěn)定的助劑，有調(diào)整漆膜外觀平整的助劑；還有一些達(dá)到特殊功能的助劑。上述這些助劑品種大多都屬于表面活性劑，都能改變涂料的表面張力，致使涂料本身就存在著易起泡或使泡沫穩(wěn)定的內(nèi)部因素。涂料制造過程中需要使用各種高速混合機，如三輥機、砂磨機和球磨機等。涂料涂裝時所用的各種方式方法，如空氣噴涂、無氣噴涂、輥涂、流涂和淋涂等。在這些過程中，都會程度不同地增加涂料體系的自由能，幫助產(chǎn)生泡沫，這是產(chǎn)生泡沫的外部因素。
涂料工業(yè)中水性乳膠涂料的泡沫問題最為突出，這是它的特殊配方和特殊生產(chǎn)工藝所致。
(1)乳膠漆是以水為稀釋劑在乳液聚合時就必須使用一定數(shù)量的乳化劑，才能制取穩(wěn)定的水分散液。乳化劑的使用，致使乳液體系表面張力大大下降，這是產(chǎn)生泡沫的主要原因。
(2)乳膠漆中分散顏料的潤濕劑和分散劑也是降低體系表面張力的物質(zhì)，有助于泡沫的產(chǎn)生及穩(wěn)定。
(3)乳膠漆粘度低則不易施工，使用稠劑后則使泡沫的膜壁增厚而增加其彈性，使泡沫穩(wěn)定而不易消除。
(4)生產(chǎn)乳液時游離單體的抽取；配制乳膠漆時的調(diào)整分散及攪拌；施工過程上的噴、刷、輥等操作。所有 這些都能不同程度地改變體系的自由能，促使泡沫產(chǎn)生。
乳膠漆的泡沫問題，使生產(chǎn)操作困難，泡沫中的空氣不僅會阻礙顏料或填料的分散，也使設(shè)備的利用率不足而影響產(chǎn)量；裝罐時因泡沫，需多次灌裝。施工中給漆膜留下的氣泡造成表面缺陷，既有損外觀，又影響漆膜的防腐性和耐候性。
二．消泡劑的分類
消泡劑的分類，不同的參考書上往往有不同的方法。籠統(tǒng)地分，可以分為水性的和溶劑性的；或者含硅的，不含硅的。那么我們一般可以認(rèn)為，主要有四大類市場上比較常見。
1.低級醇以及酯類
包括異丙醇、丁醇、磷酸三丁酯等等。由于具有一定毒性和VOC，而且消泡效果不明顯，抑泡性不好，因此已經(jīng)逐漸淡出。
2.有機的極性化合物
主要指一些HLB值較低的表面活性劑，比如聚醚類表面活性劑，聚乙二醇脂肪酸酯等。這些由于HLB的關(guān)系，市場上也不多見。
3.礦物油類
除了礦物油配合物具有消泡效果外，還包含一些疏水性的粒子，比如硬脂酸金屬皂、聚脲。也具有一定的效能，市場常見。
4.有機硅類
主要以疏水性硅氧烷油為活性成分，加上其他一些載體表面活性劑來配合使用，效果較好，但添加量需要斟酌。市場常見。
一般市場以三、四類較常見，做好搭配工作，保證消泡劑和整個體系的融合問題，發(fā)揮消泡性抑泡性和長效性即可。至于具體的種類，中國市場各種各樣的消泡劑數(shù)不勝數(shù)，只有通過自己的實驗室進行具體的實驗才能看出是否適合。
三．水性涂料用消泡劑簡介
水性漆的氣泡一向很讓生產(chǎn)和使用者頭痛，這里先講講氣泡的產(chǎn)生和穩(wěn)定，簡單的講就是表面張力越低，體系形成泡沫所需的自由能就越小，就越容易產(chǎn)生泡沫。但是這樣的泡沫并不一定很穩(wěn)定，只有當(dāng)體系中含有能形成彈性膜的的表面活性物質(zhì)，如：分散劑、增稠劑、流平劑等，泡沫才能穩(wěn)定。
了解了基本的穩(wěn)泡原理，要消泡就好辦了，首先要注意有沒有穩(wěn)泡的成分在體系里面，然后選擇合適的消泡劑，一般含硅的消泡劑效果會好一點，但要注意會影響其他性能。還要注意不同的體系要用不同類型的消泡劑，如丙烯酸乳液、聚氨酯分散體、水溶性樹脂等各體系所適用的消泡劑類型都不相同，具體要通過實驗來驗證。有很多消泡劑有很強的破泡能力，但是抑泡能力較差，對使用過程中產(chǎn)生的氣泡作用不大，這時就要考慮兩種或多種消泡劑混合使用，并且應(yīng)該分兩次加入，研磨時加入抑泡效果好的消泡劑，成漆時加入破泡效果好的消泡劑。
當(dāng)然，消泡和體系粘度也有關(guān)，粘度小消泡自然快。
另外，消泡和體系的揮發(fā)性也有關(guān)，揮發(fā)很快的漆液，表面會干結(jié)，當(dāng)氣泡浮到表面來不及破滅，就被固定住，會越積越多。
1.消泡劑的選擇
消泡劑的種類比較多，大致為有機物類、二氧化硅類、有機硅類等，又分為已乳化的和未乳化的。大家在選擇水性涂料的消泡劑的時候要注意的是，（1）消泡能力強；（2）穩(wěn)定性好；（3）不影響光澤；（4）沒有重涂性等障礙。
建議大家采用高速攪拌法檢驗消泡劑的消泡能力。固定轉(zhuǎn)速、攪拌時間、用量、粘度等參數(shù)，然后比較泡沫的的高度以及消除的時間。
2.消泡劑的用量
一般高粘度的乳膠漆，由于消泡困難，穩(wěn)泡因素也多，加量稍多些，一般為0.3-1.0%。低粘度的乳膠漆或水溶性涂料，尤其是水溶性涂料，由于含有一定量的助溶劑，可以適當(dāng)減少用量，一般為0.01-0.2%即可。其他水性涂料或樹脂，一般為0.1%左右。反正加量并不是越高越好，多了會引起縮孔、油花等漆病，含硅的消泡劑多了，還會影響再涂性。
3.加入方法
大多數(shù)消泡劑不能直接加入到已稀釋的水性涂料中去，一般都要在樹脂或涂料的粘度較高時加入，并有良好的分散。另外最好分兩次加入，一次在研磨料中，另一次在成漆時加入，每階段各加一半。
近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對涂料工業(yè)提出高質(zhì)量、高效益的要求。即水性涂料、溶劑型涂料，在配方中應(yīng)采用各種助劑，其中有幫助顏料濕潤分散的助劑；有改善涂料成品貯藏穩(wěn)定的助劑，有調(diào)整漆膜外觀平整的助劑；還有一些達(dá)到特殊功能的助劑。上述這些助劑品種大多都屬于表面活性劑，都能改變涂料的表面張力，致使涂料本身就存在著易起泡或使泡沫穩(wěn)定的內(nèi)部因素。涂料制造過程中需要使用各種高速混合機，如三輥機、砂磨機和球磨機等。涂料涂裝時所用的各種方式方法，如空氣噴涂、無氣噴涂、輥涂、流涂和淋涂等。在這些過程中，都會程度不同地增加涂料體系的自由能，幫助產(chǎn)生泡沫，這是產(chǎn)生泡沫的外部因素。
涂料工業(yè)中水性乳膠涂料的泡沫問題最為突出，這是它的特殊配方和特殊生產(chǎn)工藝所致。
(1)乳膠漆是以水為稀釋劑在乳液聚合時就必須使用一定數(shù)量的乳化劑，才能制取穩(wěn)定的水分散液。乳化劑的使用，致使乳液體系表面張力大大下降，這是產(chǎn)生泡沫的主要原因。
(2)乳膠漆中分散顏料的潤濕劑和分散劑也是降低體系表面張力的物質(zhì)，有助于泡沫的產(chǎn)生及穩(wěn)定。
(3)乳膠漆粘度低則不易施工，使用稠劑后則使泡沫的膜壁增厚而增加其彈性，使泡沫穩(wěn)定而不易消除。
(4)生產(chǎn)乳液時游離單體的抽取；配制乳膠漆時的調(diào)整分散及攪拌；施工過程上的噴、刷、輥等操作。所有 這些都能不同程度地改變體系的自由能，促使泡沫產(chǎn)生。
乳膠漆的泡沫問題，使生產(chǎn)操作困難，泡沫中的空氣不僅會阻礙顏料或填料的分散，也使設(shè)備的利用率不足而影響產(chǎn)量；裝罐時因泡沫，需多次灌裝。施工中給漆膜留下的氣泡造成表面缺陷，既有損外觀，又影響漆膜的防腐性和耐候性。
二．消泡劑的分類
消泡劑的分類，不同的參考書上往往有不同的方法。籠統(tǒng)地分，可以分為水性的和溶劑性的；或者含硅的，不含硅的。那么我們一般可以認(rèn)為，主要有四大類市場上比較常見。
1.低級醇以及酯類
包括異丙醇、丁醇、磷酸三丁酯等等。由于具有一定毒性和VOC，而且消泡效果不明顯，抑泡性不好，因此已經(jīng)逐漸淡出。
2.有機的極性化合物
主要指一些HLB值較低的表面活性劑，比如聚醚類表面活性劑，聚乙二醇脂肪酸酯等。這些由于HLB的關(guān)系，市場上也不多見。
3.礦物油類
除了礦物油配合物具有消泡效果外，還包含一些疏水性的粒子，比如硬脂酸金屬皂、聚脲。也具有一定的效能，市場常見。
4.有機硅類
主要以疏水性硅氧烷油為活性成分，加上其他一些載體表面活性劑來配合使用，效果較好，但添加量需要斟酌。市場常見。
一般市場以三、四類較常見，做好搭配工作，保證消泡劑和整個體系的融合問題，發(fā)揮消泡性抑泡性和長效性即可。至于具體的種類，中國市場各種各樣的消泡劑數(shù)不勝數(shù)，只有通過自己的實驗室進行具體的實驗才能看出是否適合。
三．水性涂料用消泡劑簡介
水性漆的氣泡一向很讓生產(chǎn)和使用者頭痛，這里先講講氣泡的產(chǎn)生和穩(wěn)定，簡單的講就是表面張力越低，體系形成泡沫所需的自由能就越小，就越容易產(chǎn)生泡沫。但是這樣的泡沫并不一定很穩(wěn)定，只有當(dāng)體系中含有能形成彈性膜的的表面活性物質(zhì)，如：分散劑、增稠劑、流平劑等，泡沫才能穩(wěn)定。
了解了基本的穩(wěn)泡原理，要消泡就好辦了，首先要注意有沒有穩(wěn)泡的成分在體系里面，然后選擇合適的消泡劑，一般含硅的消泡劑效果會好一點，但要注意會影響其他性能。還要注意不同的體系要用不同類型的消泡劑，如丙烯酸乳液、聚氨酯分散體、水溶性樹脂等各體系所適用的消泡劑類型都不相同，具體要通過實驗來驗證。有很多消泡劑有很強的破泡能力，但是抑泡能力較差，對使用過程中產(chǎn)生的氣泡作用不大，這時就要考慮兩種或多種消泡劑混合使用，并且應(yīng)該分兩次加入，研磨時加入抑泡效果好的消泡劑，成漆時加入破泡效果好的消泡劑。
當(dāng)然，消泡和體系粘度也有關(guān)，粘度小消泡自然快。
另外，消泡和體系的揮發(fā)性也有關(guān)，揮發(fā)很快的漆液，表面會干結(jié)，當(dāng)氣泡浮到表面來不及破滅，就被固定住，會越積越多。
1.消泡劑的選擇
消泡劑的種類比較多，大致為有機物類、二氧化硅類、有機硅類等，又分為已乳化的和未乳化的。大家在選擇水性涂料的消泡劑的時候要注意的是，（1）消泡能力強；（2）穩(wěn)定性好；（3）不影響光澤；（4）沒有重涂性等障礙。
建議大家采用高速攪拌法檢驗消泡劑的消泡能力。固定轉(zhuǎn)速、攪拌時間、用量、粘度等參數(shù)，然后比較泡沫的的高度以及消除的時間。
2.消泡劑的用量
一般高粘度的乳膠漆，由于消泡困難，穩(wěn)泡因素也多，加量稍多些，一般為0.3-1.0%。低粘度的乳膠漆或水溶性涂料，尤其是水溶性涂料，由于含有一定量的助溶劑，可以適當(dāng)減少用量，一般為0.01-0.2%即可。其他水性涂料或樹脂，一般為0.1%左右。反正加量并不是越高越好，多了會引起縮孔、油花等漆病，含硅的消泡劑多了，還會影響再涂性。
3.加入方法
大多數(shù)消泡劑不能直接加入到已稀釋的水性涂料中去，一般都要在樹脂或涂料的粘度較高時加入，并有良好的分散。另外最好分兩次加入，一次在研磨料中，另一次在成漆時加入，每階段各加一半。
來源：涂料油漆圈
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