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消泡剂在溶剂型木器涂料中的应用探讨
发布时间:2016-03-17 点击浏览:

  1 概述

  消泡剂在溶剂型木器涂料中的应用探讨 气泡的问题在涂料生产、施工中广泛存在,它可能导致生产时间延长、浪费能源、涂料包装时计量失准等副作用。在成膜过程中,若气泡不能消失,则造成漆膜缩孔、气泡、针眼等弊病。因此很有必要解决涂料生产和施工中产生的气泡问题。本文主要探讨溶剂型木器涂料配方设计中如何解决气泡问题。

  2 什么是气泡?

  有人把气泡定义为:稳定地存在于液体介质中的气体。把空气导人液体中,由此产生的气泡假设成球状,如果是纯液体即不含表面活性剂,那么形成的气泡就会迁移到表面,然后破裂,泡内的气体消失,原先在气泡周围的液体又融合在一起了,即气泡是不稳定的。如果在含有表面活性剂的液体中,如分散剂、表面控制助剂等,球泡就变成稳定的气泡。这些气泡向空气界面上升,但它们被一层有表面活性剂的表面膜(夹层)包围住。另外在空气界面上亦有层表面膜,这层膜在有一定数量气泡达到空气界面时会变成一张稳定的网(界面上的泡都有一层双分子膜,即气泡夹层)。在涂料中,球形气泡典型的夹层厚度是几个微米。这些表面活性剂都有一个共同特点— — 能迁移到体系的气液界面,在那里降低表面张力。

  涂料中的气泡是通过几个因素达到稳定的。一是现代涂料与涂蕞

  由于稳定的夹层变得很薄,但有一个副作用就是这些表面活性剂稳定吸附了空气并在制造和施工过程中渗入涂料中从而形成稳定的气泡。分子运动时摩擦阻力很大,结果使夹层内液体不能流走,排液不快。在夹层上面的表面活性剂离子之间的静电排斥力也阻止了气泡破裂。二是由于双分子膜(气泡夹层)的吉布斯弹性(Gibbs Elasticity)。通过拉伸具有表面活性物质的薄膜,这种弹性作用就会表现出来,此时双分子膜表面被扩张,导致表面活性剂浓度局部减少,结果使表面张力升高,被拉紧了的薄膜像一张有弹性的皮一样聚拢,使得表面张力尽可能低。

  把蜂窝状薄层包含的空气泡定义为宏泡,把细球状气泡定义为微泡。在溶剂型涂料体系中,空气的存在主要导致针孔、气泡。它是小气泡在较高黏度或在漆膜干燥过程逸出时产生的微细气孔,保留在涂层中形成空隙即气泡。在干燥过程中,由于涂料黏度增大,气孔细微管道不会关闭,体系夹带的空气在上升和逸出过程中受阻或上升缓慢至无流动可能性,而形成微泡管道留在干燥漆膜中,即产生针孔。

  3 气泡产生的原因

  3.1 颗粒表面吸附的空气

  涂料中的颜填料有些比表面积较大,常吸附有更多的空气,生产时进入涂料中,产生气泡。3.2 混合进入的空气在生产制造、包装或配漆施工过程中,空气进入涂料中,产生气泡。

  3.3 反应性气泡

  涂料施工过程有副反应产生,溶剂型双组分聚氨酯木器涂料中含有异氰酸酯的组分,它很容易与空气中的水反应产生二氧化碳气体,从而产生气泡。

  3.4 由基材而引起的气泡

  木器涂料主要应用于实木、贴树皮的夹板、密度板、刨花板或贴纸板,由于木材是多孔性的物质,有很多木纹、孔隙、管口等,如水曲柳、柞木等缝隙较深,孔隙较多,含有较多空气,当在其上施工时易产生气泡。因此泡沫是源于各种生产和应用阶段,如泵输送、搅拌、分散、研磨、包装和油漆的施工喷涂阶段,通过空气介入体系中而形成的。

  4 气泡的防止

  根据Stoke原理: Voc r式中: 为气泡上升的速度;,为气泡的半径;叼为涂料体系黏度。由此可以看出在黏度恒定的情况下气泡上升速度 与气泡半径,的平方成正比,先是微小气泡相互接近,再聚结成稍大的气泡,然后上升逸出,即大气泡比小气泡上升更快。一般在干燥过程中黏度增大,则气泡上升速度变慢,相反,体系黏度越低则气泡上升速度越快。因此调低涂料的黏度,可显著减少气泡的产生。

  通过对宏泡和微泡产生过程以及产生原因的分析,认识了气泡产生的原理,为此可以采取一些措施来尽量避免或防止气泡的产生。

  (1)首先要有选择性地控制好原材料,设计配方时选择一些含泡量低或含不稳泡的原材料,如含不稳泡的流平剂,尽量消除稳定气泡的组分;

  (2)在涂料生产中调整好生产工艺,如驱除依附在粉体颗粒表面的空气,可以让粉体缓慢加入到树脂基料中,使两者相互润湿、渗透,先低速搅拌再高速分散,可明显减少气泡的产生;

  (3)可以通过加入润湿和分散助剂进行有效的空气脱出,加入消泡剂、脱泡剂使表面气泡破裂或让气泡尽快逸出表面后再破裂;

  (4)应减少生产或施工时副反应的发生,在此导入涂料的气泡,必须在漆膜固化成形前排除;

  (5)要控制好涂料施工的环境条件,如温度、湿度、通风条件,高温高湿时易产生气泡。同时要依天气情况选择配漆辅料稀释剂,因其质量好坏、溶解力强弱、挥发速度的快慢与加入量都会影响消泡结果。


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