水性涂料之消泡剂

2021-01-24 17:07

　　气泡控制在众多工业领域都是必要的，如造纸业、水处理、医药、染料及涂料行业。随着国家环保法规的持续升级和居民环保意识的不断提高，水性涂料取得了长足的发展。

　　水性涂料配方中存在的乳化剂、润湿分散剂，使得体系的表面张力降低，容易稳定体系中的气泡。而气泡的存在会对涂料的生产及涂装造成不利的影响。

　　色漆在研磨过程中，气泡在颜填料周围形成的“空气包”降低了剪切力的传递效率，使得研磨时间增长。在涂料涂装后，残留在表面的干泡不仅会影响涂膜的美观，而且会成为腐蚀的中心，降低涂膜的耐久性。

　　为了杜绝这些问题，几乎所有的水性涂料均需要添加消泡剂。消泡剂的活性组分可以通过干扰和破坏气泡的稳定效应来达到消泡的目的。不同类型的消泡剂作用方式不尽相同，因此理解消泡剂的作用机制有助于系统地调节其中的关键物理化学参数，使得机理中的主要步骤可控，以达到最佳的消泡效率。

　　消泡剂是一类精确选定的材料，一般来说：

　　①消泡剂的表面张力要小于待消泡体系的表面张力

　　②在要消泡体系中的溶解度要尽量小

　　③要有良好的渗透能力和展布能力

　　④对体系稳定，不会与体系中的其他成分起反应

　　⑤尽量做到无或很少其他负面影响，如气味小，毒性低，对漆的生产、贮存、施工性能无显著影响

　　好的消泡剂不应具有良好的水溶性，因为消泡剂这种表面活性剂必须分布在气液界面上才能起到降低界面张力的作用，而易溶于水的表面活性剂减少了在气液界面的聚集浓度，不利于消泡甚至不能消泡反而会起泡。可见与水的可溶解性或混溶性决定了一种表面活性剂的消泡能力。

　　虽然混溶性太好的低分子量表面活性剂不能消泡，甚至会起泡和稳泡，但完全不混溶的表面活性剂会导致产生缩孔等漆膜缺陷。真正好的消泡剂应该是在水体系中具有良好的混溶与不混溶的某个平衡点上，过度的溶解性和不溶解性都不会产生理想的消泡效果，这也是选择消泡剂困难的主要原因。

　　由于水性漆配方的复杂性和多变性，不会有万能的消泡剂适用于所有的水性漆，随所用的乳液和配方组分的不同所选用的消泡剂的类型和用量也不同。水性漆应针对每一种体系试选各种消泡剂，找出最有效的品种，这包括生产过程的消泡效果，出料时的消泡效果和贮存稳定效果。

　　基于目前消泡剂在涂料行业的应用现状，未来消泡剂的发展将主要集中在以下4个方面：

　　(1)提高现有活性组分的机械稳定性及贮存稳定性，确保在涂料体系中保持高效性和持久性。可以通过现有活性组分的化学改性或者探索新的活性组分，以平衡相容性与消泡效率。

　　(2)针对不同的涂料体系，开发特殊的消泡剂种类，从传统的通用型往专用型发展，最大化发挥定制消泡剂的功能。

　　(3)取代传统的组分单一、经济效益较差的产品，开发复配协同型的高效消泡剂产品。

　　(4)从环境资源角度出发，开发多功能新型分子级消泡剂，如兼具润湿功能、降低涂料的最低成膜温度、减少或摈弃成膜助剂的使用、降低VOC的排放量等。

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