水性涂料之消泡劑
2021-01-24 17:07
氣泡控制在眾多工業領域都是必要的，如造紙 業、水處理、醫藥、染料及涂料行業。隨著國家環保法規的持續升級和居民環保意識的不斷提高，水性涂料取得了長足的發展。
水性涂料配方中存在的乳化 劑、潤濕分散劑，使得體系的表面張力降低，容易穩定體系中的氣泡。而氣泡的存在會對涂料的生產及涂裝造成不利的影響。
色漆在研磨過程中，氣泡在顏填料周圍形成的“空氣包”降低了剪切力的傳遞效率，使得研磨時間增長。在涂料涂裝后，殘留在表面的干泡不僅會影響涂膜的美觀，而且會成為腐蝕的中心，降低涂膜的耐久性。
為了杜絕這些問題，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干擾和破壞氣泡的穩定效應來達到消泡的目的。不同類型的消泡劑作用方式不盡相同，因此理解消泡劑的作用機制有助于系統地調節其中的關鍵物理化學參數，使得機理中的主要步驟可控，以達到最佳的消泡效率。
消泡劑是一類精確選定的材料，一般來說：
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對體系穩定，不會與體系中的其他成分起反應
⑤盡量做到無或很少其他負面影響，如氣味小，毒性低，對漆的生產、貯存、施工性能無顯著影響
好的消泡劑不應具有良好的水溶性，因為消泡劑這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起泡。可見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，甚至會起泡和穩泡，但完全不混溶的表面活性劑會導致產生縮孔等漆膜缺陷。真正好的消泡劑應該是在水體系中具有良好的混溶與不混溶的某個平衡點上，過度的溶解性和不溶解性都不會產生理想的消泡效果，這也是選擇消泡劑困難的主要原因。
由于水性漆配方的復雜性和多變性，不會有萬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型和用量也不同。水性漆應針對每一種體系試選各種消泡劑，找出最有效的品種，這包括生產過程的消泡效果，出料時的消泡效果和貯存穩定效果。
基于目前消泡劑在涂料行業的應用現狀，未來消泡劑的發展將主要集中在以下4個方面：
(1)提高現有活性組分的機械穩定性及貯存穩定性，確保在涂料體系中保持高效性和持久性。可以通過現有活性組分的化學改性或者探索新的活性組分， 以平衡相容性與消泡效率。
(2)針對不同的涂料體系，開發特殊的消泡劑種類，從傳統的通用型往專用型發展，最大化發揮定制消泡劑的功能。
(3)取代傳統的組分單一、經濟效益較差的產品，開發復配協同型的高效消泡劑產品。
(4)從環境資源角度出發，開發多功能新型分子級消泡劑，如兼具潤濕功能、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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