水性聚氨酯氣泡產(chǎn)生原理及消泡劑如何力挽狂瀾

與眾多水性高分子材料相同，水性聚氨酯在生產(chǎn)和施工環(huán)節(jié)中會(huì)因?yàn)榭諝獾幕烊攵蓺馀荨４送猓跇渲赡さ倪^程中，特定化學(xué)反應(yīng)亦會(huì)產(chǎn)生氣泡；基材內(nèi)部空隙釋放出的氣泡也是其來源之一。值得注意的是，水性聚氨酯本身含有的表面活性成分如潤(rùn)濕分散劑、基材濕潤(rùn)劑、表面滑爽流平劑、流變改性劑以及低分子量基料組分等，都可能對(duì)氣泡起到穩(wěn)定和促進(jìn)作用。因此，消泡和抑泡成為了貫穿水性聚氨酯生產(chǎn)至膠膜干燥整個(gè)過程的關(guān)鍵問題。

當(dāng)前水性聚氨酯涂料作為水性涂料研發(fā)的焦點(diǎn)領(lǐng)域，因其卓越的低溫成膜性能、良好的耐高溫回黏特性、出色的物理力學(xué)屬性（例如柔韌性、耐磨性）以及較低的VOC排放量，以及涂覆后形成的飽滿漆膜等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目。然而，由于水性聚氨酯分散體內(nèi)部包含表面活性劑或具備類似表面活性劑的特性，這使得氣泡易于生成。在配制涂料時(shí)，高速分散與攪拌工藝以及施工階段的噴涂刷涂等操作均可能加劇氣泡的形成。為了增強(qiáng)水性聚氨酯對(duì)基材的濕潤(rùn)效果而選用的某些潤(rùn)濕劑，有時(shí)反而可能會(huì)助推氣泡的產(chǎn)生與穩(wěn)定。另外，水性聚氨酯分散體通常具有較低的黏度（0.03～0.1Pa·s），需要借助增稠劑來提高黏度，但這也可能導(dǎo)致已產(chǎn)生的氣泡更穩(wěn)定而不易消除。氣泡的存在不僅使生產(chǎn)工藝變得復(fù)雜困難，影響顏填料在水性聚氨酯體系中的均勻分散，還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備利用率降低進(jìn)而影響產(chǎn)量，甚至在灌裝過程中因氣泡需反復(fù)罐裝；同時(shí)，施工后殘留在漆膜內(nèi)的氣泡，嚴(yán)重影響了涂料的裝飾效果和使用壽命，故普遍采用消泡劑進(jìn)行處理。

消泡劑是通過發(fā)揮其界面特性實(shí)現(xiàn)消泡功能的，主要由低表面張力且能滲透并瓦解泡沫結(jié)構(gòu)的消泡成分構(gòu)成。按照消泡機(jī)制的不同，消泡劑可分為破泡劑、抑泡劑及脫泡劑三類。破泡劑是在液體發(fā)生起泡后添加，通過吸附于氣泡并在表面張力作用下穿透泡膜，使其變薄從而快速破裂氣泡；抑泡劑則是一種預(yù)防起泡的助劑，它能夠與液體中的起泡物質(zhì)共同吸附在氣泡表面，降低表面張力以阻止泡沫進(jìn)一步膨脹；而脫泡劑在液體中能吸附于氣泡內(nèi)部，集中泡內(nèi)氣體，當(dāng)氣泡互相吸附結(jié)合后，在吸附界面上破裂形成較大的氣泡，由于浮力增大而加速上升至液面，從而有效促進(jìn)了脫泡過程。