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水性聚氨酯消泡剂的简介及使用选择

信息来源:admin   浏览次数:755   更新日期:2017-9-14 7:47:29

与其他的水性高分子一样,水性聚氨酯的生产和施工过程会引入空气,并产生气泡;另外,某些树脂在成膜过程中发生化学反应,也会产生气泡;基材空隙中的气泡置换出来后也会产生气泡。水性聚氨酯中含有的表面活性物质会促进并稳定气泡,这类物质包括润湿分散剂、基材润湿剂、表面增滑流平剂、流变改性剂、基料中的低分子量成分等。抑泡和消泡是水性聚氨酯生产、施工、乃至胶膜干燥过程中始终存在的问题。



水性聚氨酯涂料是目前水性涂料研发的热点之一。其具有良好的低温成膜性,耐高温回黏性,优异的物理及力学性能(如柔韧性、耐磨性),低VOC排放,施涂后漆膜丰满等优点。但水性聚氨酯涂料因水性聚氨酯分散体中含有表面活性剂或具有表面活性剂的特性,容易产生气泡。而在配制涂料时高速分散和搅拌及施工过程中的喷刷等操作,也会促使气泡产生;有时为提高水性聚氨酯对基材润湿,所用的润湿剂可能助于气泡的产生和稳定;水性聚氨酯分散体的黏度低,通常为0.03-0.1Pa.s,需使用增稠剂增稠,增稠后使产生的气泡稳定而不易消除。气泡的产生,不仅使生产操作困难,阻碍颜填料在水性聚氨酯中的分散,也使设备的利用率不足而影响产量,装罐时因存在气泡而需多次罐装;而且施工中膜内残留下的气泡,更影响涂料的装饰效果和使用耐久性,因此通常需利用消泡剂对其进行处理。

消泡剂是利用其界面特性起到消泡作用的,主要是由低表面张力、进入并破坏泡沫等消泡成分构成。按其作用机制消泡剂可以分为破泡剂、抑泡剂、脱泡剂三种类型。破泡剂是在液体起泡后加入,通过吸附泡并在表面张力作用下进入泡膜,使其变薄,迅速将气泡破坏;抑泡剂是预防起泡的助剂,它与液体起泡物质一同吸附在气泡上,使表面张力降低,使泡沫难以长大,预防起泡现象;脱泡剂在液体中吸附于气泡,聚集泡中的气体,气泡相遇吸附后,在吸附界面破损而形成一个大的气泡,因为气泡浮力增大而加快在液体中的上升速度,促进了脱泡。消泡剂按化学组成分类可以分成(醇类(如异辛醇,低级醇一般都有破泡能力,但抑泡能力弱,易挥发),磷酸酯类(如磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁氧乙基酯等),脂肪酸及其酯类(如硬脂酸、单月桂基丁基硬脂酸酯),聚硅氧烷类(如二甲基硅油、消泡灵、聚硅氧烷膏),金属皂类(如硬脂酸钙、硬脂酸铝、油酸钾、羊毛脂),以及石蜡、磺酸酯等。常用于水性漆的消泡剂有矿物油类、有机硅类、有机极性化合物类三大类。矿物油类消泡剂在乳胶漆中使用较为普遍,其主要成分为矿物油,并含有表面活性剂分子的吸收剂(通常为二氧化硅)和起乳化作用的非离子表面活性剂,它可能会使漆膜产生一些弊病,如失光、发乌等现象。有机硅类消泡剂中主要成分为有机硅树脂,常通过改性或乳化有机硅树脂以提高其与涂料体系的相容性,以避免漆膜出现缩孔和鱼眼。有机极性化合物类消泡剂中含有HLB低的表面活性剂及一些难以溶于水的有机聚合物等。

在高光泽、高透明性的水性聚氨酯中,首先要求消泡剂与水性聚氨酯的相容性好,不会影响胶膜的透明性和光泽。矿物油类的消泡剂在胶膜干燥后,矿物油会浮到胶膜表面,导致胶膜表面发乌;含有固体疏水颗粒(二氧化硅、蜡皂)的消泡剂,根据使用量的不同,也会带来不同程度的发乌现象,影响透明性。

通常通过消泡剂的效能试验、施工性及贮存稳定性试验来综合评价消泡剂。消泡剂一般均同时具有抑泡、消泡、脱泡三个作用。因此消泡剂效能试验应分别考察消泡剂的抑泡性、消泡性、脱泡性。施工性主要考察消泡剂对漆膜的缩孔、光泽及层间附着力的影响。贮存稳定性试验考察消泡剂在涂料体系中持久消泡能力。

在评价消泡剂相容性时,还要保证在适当的润湿剂用量下,消泡剂不会导致胶膜明显的缩孔和不平整。最后,综合评价消泡剂的抑泡、破泡能力,消泡持久能力。有时根据需要,要将两种消泡剂配合使用,才能取得满意的消泡效果。



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