水性涂料中消泡剂的使用及其效果

水性涂料中消泡剂的使用及其效果

一、在水性涂料中的应用

用水代替有机溶剂配制的涂料是安全、价廉、卫生的。合成树脂出现以后，水性涂料获得了迅速的发展。水性涂料不仅以合成树脂代替了植物油，提高了涂料的性能，而且，解决了涂料施工中溶剂气体带来的危害，此外，由于石油危机和防止环境污染及生态保护等方面的要求，都进一步促使水性涂料的迅速发展。水性涂料本身是容易起泡的体系，因此，许多人在这方面进行了专门的研究。

1、起泡情况及其危害水性涂料有乳胶漆和水溶性涂料两大类。美国、日本和德国，乳胶漆在水性涂料中占3/4以上。乳胶漆主要有三种类型：醋酸乙烯酯型、丁苯型和丙烯酸型。这三种类型均是在乳液聚合后，向所得的胶乳中加入颜料浆而制得的。在搅拌调和过程中往往会剧烈地发泡。发泡引起体积膨胀，使调和设备的利用率降低：起泡还限制了搅拌速度，使调和时间延长，而且，还会使颜料与填料不能充分地润湿；起泡还使连续灌装生产线产生装不满和重量不匀等问题：泡沫也会引起使用中的问题，例如涂膜上出现陷穴、出现小孔（鱼眼）等。2、水性涂料中消泡剂的选择在水性涂料的制作中，想避免泡沫发生，实际上是不可能的。但所有的水性涂料都采用了加消泡剂的方法，以尽量减少泡沫带来的危害。对有颜色或需要着色的涂料，选择消泡剂时，要考虑消泡剂中的乳化剂等表面活性剂与着色剂间的相互作用。对某一涂料选择有效的消泡剂时，主要是依据涂料中的表面活性剂的性能来确定的，而聚合物的品种及其它成分则是次要的。总结很多人的研究结果，提出了以下选择水性涂料中消泡剂的程序：1、将150g水性涂料放入0.142L的金属容器中。2、向其中添加一定量的消泡剂，如无确定量，可加入总配方量质量分数的0.5%。3、受高剪切分散一分仲。4、放到震荡器上10min。5、计算每升含泡涂料的重量，以此作为衡量消泡剂效能的指标。6、在基材上涂敷成膜。7、观测湿膜的气泡破灭速度，观测干膜的表面光洁度和颜色。8、按不同色调重复试验。9、在120-140度老化一周后观测膜强度。10、对最有希望的选择者再次重复试验。

三、水性涂料中消泡剂的使用及其效果

水性涂料中使用的消泡剂基本上分为三类：有机物、胶体二氧化硅、有机硅。这三类都能进一步地分为可乳化型与不可乳化型。可乳化型是可以乳化在水中的产品：不可乳化型是不能乳化但能分散在含表面活性剂的水体系中的产品。可乳化型用于水性涂料，一般易于分散，光泽好，其缺点是老化性能不良：不可乳化型用于水性涂料，一般有较好的老化性能，但可能会影响颜色。有机物消泡剂主要包括有脂肪酸类、蜡类、醇类。在涂料工业中脂肪酸类曾是最主要的消泡剂，但这个优势已被胶体二氧化硅所取代；蜡类始终在使用，但它总是不令人满意；醇类在溶剂型涂料中经常应用，在水性涂料中因影响颜色而不用。胶体二氧化硅消泡剂，主要成分是疏水二氧化硅和烃类油，在水性涂料中，可混性、消泡性与老化性能都很好，所以，这一类型消泡剂至今在涂料工业中仍得到最广泛的应用。有机硅消泡剂在水性涂料中的作用，经历了一个曲折的过程。1950年前后，有机硅作为消泡剂加到水性涂料中，却因严重干扰涂层的质量和外观而在水性涂料中被禁用。以至20多年期间，水性涂料生产厂家不愿考虑使用有机硅消泡剂。后来，经过具体地研究解决，终于使有机硅消泡剂被水性涂料工业重新接受，推荐使用的有机硅消泡剂体系：环氧树脂、热固性聚酯、热固性聚酯线圈涂层、喷涂底漆、热固性丙烯酸三聚氰胺、催化热固性丙烯酸、空气干燥型醇酸树脂浸渍底漆、喷涂底漆、浇涂、热塑性丙烯酸树脂