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  消泡剂的结构公认的消泡理启于哪种原理
来源:美扬时代 时间:2021年02月03日



  按照目前公认的消泡理论,一个化合物如果能够被使用作为某个体系的消泡剂,须要满足两个条件:第一,是它要和所应用体系不相容;第二,它要具有比所应用体系更低的表面张力。常见的涂料油墨体系都是一些中等极性体系故极性较低的非硅树脂都可以作用涂料油墨用消泡助剂。相比较而言,由于有机硅助剂的表面张力相对更低,在体系当中一般倾向于在表面分布,故有机硅助剂更多的被用作消泡助剂,而非硅助剂由于表面张力相对高一些,可以在体系内部到表面都有所分布,故更多的在体系内部起作用,常被用作脱泡助剂。另外消泡剂的消泡能力也取决于不相容性则取决于消泡剂的极性和分子量两个因素,对于通常的涂料用树脂而言,消泡剂分子的极性越低,分子量越大,则它与树脂的不相容性越高。


  在涂料油墨工业中,气泡问题通常来源于以几种途径:第一,涂料中的颜填料中所吸附的空气;第二,漆膜固化的副反应产生的反应泡;第三,涂料的生产与施工过程中带入的机械泡;第四,多孔底材中所吸附的空气在施工过程中被释放所带来的气泡。消泡剂的结构通常,在一个由纯净液体组成的体系,泡沫即使生成也无法长期稳定存在,很快就会在重力的作用下自发破除;而一旦在体系中含有一些表面活性助剂,则气泡就有可能在表面活性剂的帮助下长期稳定存在,从而带来各种泡沫问题。要解决上述各种原因引起的气泡问题,除了选择合适的原材料尽量避免产生气泡以外,添加各种类型的消泡剂是涂料油墨工业中解决泡沫问题的主要手段。


  由于有机硅化合物的低表面张力以及与大多数涂料用树脂体系不相容的特点,在涂料工业中,有机硅消泡剂被大量的使用。通常有机硅化合物可以用如下结构来表示,其中R为各种有机官能团(比如芳香基、烷基、氟碳基、聚醚、聚酯官能团)等等,当n=0,所示结构即是二甲基硅油,当n>0,所示结构为性硅油。随着R基团的不同,所得到的改性硅油消泡剂的性能也不相同,当R为烷基、苯基,聚醚等有机基团时,所得到的改性硅油比二甲基硅油有更好的相容性,消泡能力会适当下降,而使用安全性大大提高;当R基团是含氟基团时,所得到的消泡剂即为氟改性有机硅消泡剂,其消泡能力与二甲基硅油相比较大大加强,同时使用安全性则随之降低。


  对于水性涂料体系,随着现代水性涂料工业的发展,常规的以矿物油为基质的消泡越来越不能满足要求,随之而来的是有机硅消泡剂被越来越多的应用到水性涂料体系当中。通常可用于水性涂料体系的有机硅消泡剂分为乳液型与硅油型两大类,其中乳液通常是由硅油在乳化液,从而进行消泡的。乳化液型消泡剂的优势在于本身已经通过乳化分散成有消泡作用的小液滴了,故在使用的时候不需要进行研磨可以直接使用。而硅油型的消泡剂由于含量高,有添加量小的特点,并且可以通过调节硅油的水溶性来调节其消泡能力。并且硅油型消泡剂在消除微泡方面比乳液型消泡剂有更大的优势。


  由于大多数有机硅消泡剂的表面张力均非常低,故他们往往可以在很少的添加量的时候就能起到极为优异的消泡效果,而在达到足够的消泡效果的时候的添加量往往还不足以引起体系透明度的明显变化,故有机硅消泡剂经常被广泛使用在高透明体系并保持良好的消泡效果。


  消泡剂的结构同样是由于有机硅消泡剂的低表面张力,在涂料体系中,与体系不相容并且具备极低表面张力的物质往往是引起漆膜弊病的主要原因,故对于有机硅消泡剂的使用方面,使用安全性的问题常常成为工程师最需要关注的问题。另外由前所述,由于有机硅消泡剂消泡的高效率,在达到足够消泡能力的时候,添加量往往仍然很低,这时候相容性往往并没有明显的变化,但是即使如此,漆膜弊病仍有可能出现,也就是说使用有机硅消泡剂特别是强消泡能力的有机硅消泡剂的时候有可能在相容性很好的时候出现漆膜弊病,故在选用一些高消泡能力的消泡剂特别是有机硅消泡的时候,需要十分注意其在所测试体系里面的使用安全性。


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