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消泡剂  

2008-01-10 21:08:10|  分类: 助剂学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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涂料在生产使用中都会有气泡产生而给生产和施工带来不便和影响,消泡保证生产的产品外观好,保证涂膜表面连续,完整,美观,没有气泡孔,针孔,火山口等表面缺陷,使得涂眼光洁,密封性好。

1,什么是泡沫泡沫可定义为液体介质中稳定的气体。液体中不含表面表面活性剂时,气泡会迁移至液体表面,破裂消失,液体中含有表面活性剂时,气泡表面形成膜板,成为稳定的泡沫,膜板的厚度为几个um见图。

气泡产生方式:生产过程中空气的混入;涂料在应用中空气的截留:由于化学反应产生气体(如含异氰酸酯的涂料)。
气泡在涂膜中产生的缺陷:涂膜产生空洞:气泡完全截留在涂膜中形成,如常见的痱子等:针孔,火山口或通道:气泡开口破裂,气泡部分截留所至。

2,泡沫的生成与稳定

泡沫的生成与液体体系的表面张力()有关,在某一体系中输入一定的机械功(如搅拌做功),体系则会产生气泡,气泡的总表面积与输入的机械功和体系的表面张力有如下的关系:W=A
W…机械功
…体系表面张力
A…气泡总表面积

一般分散液在提高PH值和降低颗粒尺寸时易于产生气泡,涂料生产要达到良好的脱气效果建议粉料投料顺序先添加粗填料,容易增加黏度的填料后添加。

泡沫的稳定因素

稳定的膜板液体的流动减慢

膜板液膜表面张力影响气泡膜排液,阻碍气泡膜变薄
膜板周围液体的表现粘度影响消泡剂的渗透,扩散和排液
膜板表面活性剂分子层的静电排斥力(库仑力)阻碍气泡的破裂F=q1*q2/r
膜板层的吉布斯(Gibb)(E=dr/dA)阻碍气泡的破裂。

马兰哥尼效应阻止气泡膜的排液,恢复气泡膜厚度

后三项在气泡受到外界干扰气泡膜变薄后,具有恢复气泡厚度的能力,而稳定泡沫,组织其破裂。不同的表面活性剂气泡能力与稳定气泡能力不一样,表面活性剂的亲水亲油基长短对泡沫的稳定有不一样的影响,C12~C14稳泡效果最好(泡沫膜刚性和强度)。

泡与泡沫对涂料膜带来了影响,配方生产要消除这些影响,在涂料制备中要选用良好的消泡物质来脱出生产过程带进涂料中的空气,并在施工过程中保证气泡快速破裂。消泡有两个过程:

气泡排液:泡膜变薄—小气泡并成大气泡—上升至表面

影响气泡排液的因素:体系表面张力,表面张力小,气泡周围液体的表观黏度大,都会阻止气泡排液的进行。[△P=/R(R为曲率半径)]

气泡向空气排放气体,气泡破裂。影响此一过程的因素是气泡的表观粘度和稠密度影响到消泡剂微粒在气泡表面膜上的渗透扩散。

4.消泡剂及组成

消泡剂降低液体的表面张力,使涂料因搅拌和使用表面活性物质而产生的大量气泡迅速消失,有些不能用量过大,否则涂膜会出现"发花","鱼眼"等弊病。消泡剂任务既是阻止泡的形成和促进泡的破灭,破坏气泡表面面膜,消泡剂用于大泡。微泡则需要脱气,消泡一起并用;消泡剂特点为不溶于介质,但能以微滴形式进入并分散于介质,而微滴最有效直径是泡沫的厚度大小;作为消泡剂要具备两个条件:E=1+12-2>0,(E-渗透系数,1-发泡体系的表面张力,2-消泡剂的表面张力,12-发泡体系与消泡剂间的界面力)保证消泡剂能渗入到气泡表面,S=1-12-2>0(S-扩散系数),保证消泡剂间的界面力)保证消泡剂在气泡表面的扩散铺展,最终导致气泡表面张力不均,从而气泡表面的液膜流动,气泡膜变薄,破裂,放出气体。
消泡剂组成:

活性成分
作用:破泡,消泡,表面张力小;
代表物:动植物油,疏水二氧化硅,高级醇等扩散剂
作用:润湿乳化剂,保证消泡剂微滴扩散接触到气泡膜并铺展。
代表物:壬(辛)基酚聚氧乙烯醚,皂盐等

截体

作用:有助于载体和起泡体系的结合,易于分散到起泡体系里,把两者结合起来,其本身的表面张力低,有助于抑泡,且可以降低成本。

代表物:除水以外的溶剂,如脂肪烃,芳香烃,含氧溶剂等

5,消泡剂与脱气剂的区别

消泡剂:是指直接消除空气界面较大的气泡。

脱气剂:是指在应用中使小气泡迅速上升到表面。

消泡过程:消泡剂在涂料中形成小珠—扩散到所泡表面—降低气泡膜板层的弹性—最终使气泡膜板层破裂。

涂料在生产过程中,要求脱气良好,改善涂料外观。脱气途径使小气泡聚并为大气泡,以提高气泡上升速度,加快单个气泡的上升速度。方法可以使用脱气剂,促使小气泡聚并为大气泡,增加气泡的上升速度;配方选择适当的慢干剂,延长漆膜开放时间,使截留的空气有足够的时间逃出;消泡剂扩散并渗透到气泡表面,破坏气泡的稳定性,降低其弹性,促使气泡破裂向空中排气。

消泡全过程:脱气剂聚集涂料中的微空气泡成大气泡使其达到表面,消泡剂用于消除大泡;因而对于微泡需要脱气剂一起使用。

6,消泡剂的评价

制造过程的抑泡性(对涂布而言无意义,不说明问题):这里可以采用"比重杯法"来评价消泡剂的抑泡性。在同样条件下,比重大者代表排除的空气多或带如的空气少。
湿膜,干膜的评价:评价涂料施工过程中气泡破裂速度,速度快者涂膜表面流平好;干膜评价表面平整,光滑性,不均匀以及颜色的接受性,往往是干湿涂膜评价是最重要的,因为其瓜的是最终的涂膜质量。

7,消泡剂的筛选

初始消泡性:代表消泡剂初始的脱气消泡能力。
长久消泡性:代表消泡剂在涂料经过一段时间的储运后,仍具有的脱气消泡能力。
施工破泡速度:涂料在施工过程中产生的气泡破裂速度,速度快者,涂膜表面光洁平整。
消泡剂的副作用:消泡剂的副作用分为毒性大小,与涂料的相容性。相容性差易导致涂膜出现有缩孔,鱼眼,橘皮,光泽下降,颜色的接受能力差等。

8,消泡剂副作用的处理措施(表面缺陷有缩孔,针眼,鱼眼,橘皮等)

减少消泡剂的用量
增加润湿性能好的润湿剂(H-875)是有效防缩孔剂)
使用分散性好的消泡剂

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