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水性涂料之消泡劑
2021-01-24 17:07
氣泡控制在眾多工業(yè)領(lǐng)域都是必要的，如造紙 業(yè)、水處理、醫(yī)藥、染料及涂料行業(yè)。隨著國(guó)家環(huán)保法規(guī)的持續(xù)升級(jí)和居民環(huán)保意識(shí)的不斷提高，水性涂料取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。
水性涂料配方中存在的乳化 劑、潤(rùn)濕分散劑，使得體系的表面張力降低，容易穩(wěn)定體系中的氣泡。而氣泡的存在會(huì)對(duì)涂料的生產(chǎn)及涂裝造成不利的影響。
色漆在研磨過(guò)程中，氣泡在顏填料周?chē)纬傻?ldquo;空氣包”降低了剪切力的傳遞效率，使得研磨時(shí)間增長(zhǎng)。在涂料涂裝后，殘留在表面的干泡不僅會(huì)影響涂膜的美觀，而且會(huì)成為腐蝕的中心，降低涂膜的耐久性。
為了杜絕這些問(wèn)題，幾乎所有的水性涂料均需要添加消泡劑。消泡劑的活性組分可以通過(guò)干擾和破壞氣泡的穩(wěn)定效應(yīng)來(lái)達(dá)到消泡的目的。不同類(lèi)型的消泡劑作用方式不盡相同，因此理解消泡劑的作用機(jī)制有助于系統(tǒng)地調(diào)節(jié)其中的關(guān)鍵物理化學(xué)參數(shù)，使得機(jī)理中的主要步驟可控，以達(dá)到最佳的消泡效率。
消泡劑是一類(lèi)精確選定的材料，一般來(lái)說(shuō)：
①消泡劑的表面張力要小于待消泡體系的表面張力
②在要消泡體系中的溶解度要盡量小
③要有良好的滲透能力和展布能力
④對(duì)體系穩(wěn)定，不會(huì)與體系中的其他成分起反應(yīng)
⑤盡量做到無(wú)或很少其他負(fù)面影響，如氣味小，毒性低，對(duì)漆的生產(chǎn)、貯存、施工性能無(wú)顯著影響
好的消泡劑不應(yīng)具有良好的水溶性，因?yàn)橄輨┻@種表面活性劑必須分布在氣液界面上才能起到降低界面張力的作用，而易溶于水的表面活性劑減少了在氣液界面的聚集濃度，不利于消泡甚至不能消泡反而會(huì)起泡。可見(jiàn)與水的可溶解性或混溶性決定了一種表面活性劑的消泡能力。
雖然混溶性太好的低分子量表面活性劑不能消泡，甚至?xí)鹋莺头€(wěn)泡，但完全不混溶的表面活性劑會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生縮孔等漆膜缺陷。真正好的消泡劑應(yīng)該是在水體系中具有良好的混溶與不混溶的某個(gè)平衡點(diǎn)上，過(guò)度的溶解性和不溶解性都不會(huì)產(chǎn)生理想的消泡效果，這也是選擇消泡劑困難的主要原因。
由于水性漆配方的復(fù)雜性和多變性，不會(huì)有萬(wàn)能的消泡劑適用于所有的水性漆，隨所用的乳液和配方組分的不同所選用的消泡劑的類(lèi)型和用量也不同。水性漆應(yīng)針對(duì)每一種體系試選各種消泡劑，找出最有效的品種，這包括生產(chǎn)過(guò)程的消泡效果，出料時(shí)的消泡效果和貯存穩(wěn)定效果。
基于目前消泡劑在涂料行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，未來(lái)消泡劑的發(fā)展將主要集中在以下4個(gè)方面：
(1)提高現(xiàn)有活性組分的機(jī)械穩(wěn)定性及貯存穩(wěn)定性，確保在涂料體系中保持高效性和持久性。可以通過(guò)現(xiàn)有活性組分的化學(xué)改性或者探索新的活性組分， 以平衡相容性與消泡效率。
(2)針對(duì)不同的涂料體系，開(kāi)發(fā)特殊的消泡劑種類(lèi)，從傳統(tǒng)的通用型往專(zhuān)用型發(fā)展，最大化發(fā)揮定制消泡劑的功能。
(3)取代傳統(tǒng)的組分單一、經(jīng)濟(jì)效益較差的產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)復(fù)配協(xié)同型的高效消泡劑產(chǎn)品。
(4)從環(huán)境資源角度出發(fā)，開(kāi)發(fā)多功能新型分子級(jí)消泡劑，如兼具潤(rùn)濕功能、降低涂料的最低成膜溫度、減少或擯棄成膜助劑的使用、降低VOC的排放量等。
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