水性聚氨酯消泡劑的簡介及使用選擇

與其他的水性高分子一樣，水性聚氨酯的生產(chǎn)和施工過程會引入空氣，并產(chǎn)生氣泡；另外，某些樹脂在成膜過程中發(fā)生化學反應(yīng)，也會產(chǎn)生氣泡；基材空隙中的氣泡置換出來后也會產(chǎn)生氣泡。水性聚氨酯中含有的表面活性物質(zhì)會促進并穩(wěn)定氣泡，這類物質(zhì)包括潤濕分散劑、基材潤濕劑、表面增滑流平劑、流變改性劑、基料中的低分子量成分等。抑泡和消泡是水性聚氨酯生產(chǎn)、施工、乃至膠膜干燥過程中始終存在的問題。

水性聚氨酯涂料是目前水性涂料研發(fā)的熱點之一。其具有良好的低溫成膜性，耐高溫回黏性，優(yōu)異的物理及力學性能（如柔韌性、耐磨性），低VOC排放，施涂后漆膜豐滿等優(yōu)點。但水性聚氨酯涂料因水性聚氨酯分散體中含有表面活性劑或具有表面活性劑的特性，容易產(chǎn)生氣泡。而在配制涂料時高速分散和攪拌及施工過程中的噴刷等操作，也會促使氣泡產(chǎn)生；有時為提高水性聚氨酯對基材潤濕，所用的潤濕劑可能助于氣泡的產(chǎn)生和穩(wěn)定；水性聚氨酯分散體的黏度低，通常為0.03-0.1Pa.s，需使用增稠劑增稠，增稠后使產(chǎn)生的氣泡穩(wěn)定而不易消除。氣泡的產(chǎn)生，不僅使生產(chǎn)操作困難，阻礙顏填料在水性聚氨酯中的分散，也使設(shè)備的利用率不足而影響產(chǎn)量，裝罐時因存在氣泡而需多次罐裝；而且施工中膜內(nèi)殘留下的氣泡，更影響涂料的裝飾效果和使用耐久性，因此通常需利用消泡劑對其進行處理。

消泡劑是利用其界面特性起到消泡作用的，主要是由低表面張力、進入并破壞泡沫等消泡成分構(gòu)成。按其作用機制消泡劑可以分為破泡劑、抑泡劑、脫泡劑三種類型。破泡劑是在液體起泡后加入，通過吸附泡并在表面張力作用下進入泡膜，使其變薄，迅速將氣泡破壞；抑泡劑是預防起泡的助劑，它與液體起泡物質(zhì)一同吸附在氣泡上，使表面張力降低，使泡沫難以長大，預防起泡現(xiàn)象；脫泡劑在液體中吸附于氣泡，聚集泡中的氣體，氣泡相遇吸附后，在吸附界面破損而形成一個大的氣泡，因為氣泡浮力增大而加快在液體中的上升速度，促進了脫泡。消泡劑按化學組成分類可以分成(醇類（如異辛醇，低級醇一般都有破泡能力，但抑泡能力弱，易揮發(fā)），磷酸酯類（如磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁氧乙基酯等），脂肪酸及其酯類（如硬脂酸、單月桂基丁基硬脂酸酯），聚硅氧烷類（如二甲基硅油、消泡靈、聚硅氧烷膏），金屬皂類（如硬脂酸鈣、硬脂酸鋁、油酸鉀、羊毛脂），以及石蠟、磺酸酯等。常用于水性漆的消泡劑有礦物油類、有機硅類、有機極性化合物類三大類。礦物油類消泡劑在乳膠漆中使用較為普遍，其主要成分為礦物油，并含有表面活性劑分子的吸收劑（通常為二氧化硅）和起乳化作用的非離子表面活性劑，它可能會使漆膜產(chǎn)生一些弊病，如失光、發(fā)烏等現(xiàn)象。有機硅類消泡劑中主要成分為有機硅樹脂，常通過改性或乳化有機硅樹脂以提高其與涂料體系的相容性，以避免漆膜出現(xiàn)縮孔和魚眼。有機極性化合物類消泡劑中含有HLB低的表面活性劑及一些難以溶于水的有機聚合物等。

在高光澤、高透明性的水性聚氨酯中，首先要求消泡劑與水性聚氨酯的相容性好，不會影響膠膜的透明性和光澤。礦物油類的消泡劑在膠膜干燥后，礦物油會浮到膠膜表面，導致膠膜表面發(fā)烏；含有固體疏水顆粒（二氧化硅、蠟皂）的消泡劑，根據(jù)使用量的不同，也會帶來不同程度的發(fā)烏現(xiàn)象，影響透明性。

通常通過消泡劑的效能試驗、施工性及貯存穩(wěn)定性試驗來綜合評價消泡劑。消泡劑一般均同時具有抑泡、消泡、脫泡三個作用。因此消泡劑效能試驗應(yīng)分別考察消泡劑的抑泡性、消泡性、脫泡性。施工性主要考察消泡劑對漆膜的縮孔、光澤及層間附著力的影響。貯存穩(wěn)定性試驗考察消泡劑在涂料體系中持久消泡能力。

在評價消泡劑相容性時，還要保證在適當?shù)臐櫇駝┯昧肯拢輨┎粫е履z膜明顯的縮孔和不平整。最后，綜合評價消泡劑的抑泡、破泡能力，消泡持久能力。有時根據(jù)需要，要將兩種消泡劑配合使用，才能取得滿意的消泡效果。

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