《涂料助剂作用说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《涂料助剂作用说明书（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、消泡剂,泡沫,一般来说，采用泡沫的气体含量参数来区分不同的泡沫类型,E = 弹性系数 A = 气泡表面积 = 液体表面张力,对液体施加一定的外力可以产生气泡，气泡的稳定受很多的物理和化学因素影响。气泡的稳定由液膜弹性决定，根据Gibbs弹性系数公式计算其弹性系数。,要想气泡具有弹性，液体的表面张力必须随气泡表面积变化，即d/dA 0,纯液体d=0，E=0，因此，纯液体不能稳定气泡。,涂料体系，含表面活性剂， d/dA 0，稳定气泡。,泡沫不稳定因素,重力,泡沫稳定因素,Marangoni 效应,静电效应,表面活性剂通常是一头带极性或电荷亲水基团，另外一头是疏水基团，其在体系中的指向如上图所示。
2、当排液过程发生时，带极性/电荷的一头相互靠近，由于极性/电荷相同，相互排斥，使得液体向顶部回流，二力达到平衡时使气泡稳定。,消泡原理,作为有效的消泡剂，必须满足以下条件： 必须能够降低体系的表面张力，即比体系的表面张力更低。 必须不溶于体系（至少部分不溶），而且应该具有耐久性。 消泡剂的液滴大小应该在于泡沫薄层厚度的范围内 消泡剂在体系中分散性好,消泡剂的消泡过程可以采用进入系数E和铺展系数S来描述,E0，消泡剂能够进入气泡液膜中,S0，消泡剂可以在整个气泡液膜中铺展,l：发泡液体表面张力 d：消泡剂表面张力 ld：发泡液体和消泡剂之间的界面张力,为了保证S为足够大的正值，不仅要求d要小， l
3、d也要小，即泡沫介质和消泡剂之间的界面张力要低，使其既不溶于体系中，又能很好地在气泡壁展布。,两种不同的消泡机理,有机硅/聚合物/矿物油的消泡机理,消泡剂液滴,消泡剂液滴进入气泡液膜,消泡剂分子在气泡液膜中铺展,消泡剂分子与液体体系不相溶，液体从消泡剂分子中排开，并流向表面张力高的起泡体系,当排液过程使泡沫厚度达到临界值时，破泡就会发生。,疏水颗粒消泡机理,泡沫破裂,气泡液体不能润湿疏水颗粒,气泡液体与疏水颗粒接触角90,疏水颗粒进入气泡液膜,消泡、脱泡与抑泡,相溶性与消泡性,消泡剂的选择,作为一种特殊化学品，消泡剂类型的选择非常重要。在选择产品 前，需要明确以下问题：,应用工艺是什么，在哪里
4、产生泡沫？ 起泡体系是什么？ 体系为水性还是非水性？（如果是水性，pH值是多少？） 起泡体系的温度是多少？,消泡剂在具体发泡环境下性能不同，应用时应全面测试，以便在进入市场前实现最佳性能。,消泡剂的分类,有机硅消泡剂 不含有机硅聚合物型消泡剂 有机硅/聚合物型消泡剂,消泡剂的评价方法,相容性 目测法和透明度仪法 抑泡、消泡性 粘度低的鼓泡法，粘度高的比重法 漆膜外观 不会对漆膜产生各种不良 稳定性,常见消泡剂选择不当产生的问题,缩孔,针孔,橘皮,微泡,展色性下降,附着力丧失,鱼眼,流平剂,流平剂原理,作为有效的流平剂，必须满足以下条件： 能够降低体系的表面张力，即表面张力低于体系，并且能够帮助
5、均匀表面张力。 与体系有限相容,接触角模型,引起自发润湿条件总结,a icos-1.00 是；icos-1.00否 b （S-I）L是；（S-I）L否 c i（S-I）L是；i（S-I）L否 d icos1.00 是；icos1.00否,流平剂的作用原理,加入流平剂后，由于其较低的表面张力与树脂的相容性有限，在漆膜干 燥前期或后期迁移至漆膜的表面，在表面形成一个表面张力不随涂料成 膜而变化具有非常均匀表面张力的单分子膜，从而漆膜由不平整转为平 整的表面。,流平剂的分类及特点,有机改性聚二甲基硅氧烷 概述：此类流平剂是用聚醚，聚酯，丙烯酸酯，长链烷基或芳烷基改性的聚二甲基硅氧烷，随改性基团结构，
6、数量的不同，以及聚硅氧烷分子量的差异而在用途上有所区别，但大多数都可以强烈地降低涂料的表面张力，提高涂料对底材的润湿性，防止产生缩孔；能够减少湿膜表面因溶剂挥发而产生的表面张力差，改善表面流动状态，缩短涂膜流平时间，避免出现橘皮，刷痕，辊痕，浮色等弊病；该类流平剂还能在涂膜表面形成一层极薄且光滑的膜，从而提高涂膜滑爽性及光泽。 聚醚改性有机硅的特点 1）调节聚醚链段和有机硅链段比例、各链段的分子量、EO/PO不同比例的聚醚的变化及线性改性硅和梳妆改性有机硅众多的变化可以得到各种特点的聚醚改性有机硅，如稳泡性、滑度、底材润湿性，防缩孔性、流平性、重涂性等。 2）不耐高温,烷基和其他侧基改性的聚有
7、机硅氧烷 1）较不相容，会导致体系外观浑浊； 2）很低的极性，一般不会溶解于酮类，但能很好地溶解于脂肪烃、芳烃； 3）迁移迅速，降低表面张力能力显著，强而快速的消泡作用，以致常常作为消泡剂使用 4）比聚醚更加耐热 5）由于分支数量较多，且相容性差，所以滑度表现不佳 6）低相对分子质量的级别在极性差异较大的系统具有快速的迁移能力，对重涂的影响反而较聚醚类的小 7）实际应用中对粉体表现出帮助排布的效果。 聚酯改性有机硅 1）相容性广泛 2）比聚醚更加耐高温 3）更低的稳泡行为 4）更小的重涂问题 5）滑度一般 6）比聚醚改性型的后期流动控制能力更好,聚丙烯酸酯共聚改性的有机硅聚合物 a 结构优势在
8、： 1）性能可以自由调节，有大量的丙烯酸单体可以用来调整性能 2）与丙烯酸树脂，无论水性或溶剂型都能设计得到极好匹配的产品 3）有机硅的负作用更加容易回避 b 特点在： 1）轻微的滑度 2）很好的相容性 3）很强的抗缩孔能力 4）低稳泡性 5）低重涂性问题 6）很强的后期流动控制能力，这点远超聚醚改性有机硅 7）更多样的改性后性能，如聚醚、有机氟、乙烯基醚等的引入。,非硅聚合物消泡剂 聚丙烯酸酯聚合物 堆积模型：临界相容的聚丙烯酸酯流平剂在表面前期不会均匀展布，而是在先迁移到界面，而后在波谷堆积。假如这时流平剂是改性有机硅，那么基于极低的表面张力，这个波谷就会被稳定住。而聚丙烯酸酯的表面张力并
9、无如此大的优势，然后其聚合物链聚集于此形成一个高的表面能态，如果表面张力足够大，这会形成周边的树脂往此处流动的驱动力。 特点在： 1）强的流平性 2）在许多体系能表现消泡能力和抑泡能力 3）层间附着力 4） 差的底材润湿能力 5）抗缩孔能力差,氟碳改性聚丙烯酸酯流平剂 与聚丙烯酸酯流平剂相比，氟碳的引入最大的优势在于消除缩孔，前期的底材润湿，一些氟含量不高的类型还具有更好的脱泡能力。 氟碳聚合物流平剂 典型牌号3M的FC4430 1）优异的底材润湿能力 2）抗缩孔 3）稳泡 4）无层间附着力,流平剂结构,Poly-dimethyl-siloxanes 聚二甲基硅氧烷,(CH3)3 Si O S
10、i O Si (CH3)3,CH3,CH3,x,2 - 27,45 - 230,380 - 1500,1800 - 2900,Compatible 相容,incompatible 不相容,流平剂结构,Organically modified polysiloxanes 有机改性聚硅氧烷,(CH3)3 Si O Si O Si O Si (CH3)3,CH3,CH3,Alkyl 烷基,y,x,Organ.modification 有机改性,Polyether 聚醚 (EO / PO) - Aralkyl 芳烷基 - Polyester 聚酯 Reactive 反应基团 - Acryl - COO
11、H - OH,Alkyl 烷基,mN/m,CH3,CH2CH3,(CH2)9CH3,21,26,32,流平剂结构,Chemistry of Acrylates 丙烯酸酯的化学结构,homopolymeres 齐聚物 statistical or blockpolymers 嵌段聚合物,n,R1 C CH2 C = O O R2,R1 = - H (Acrylate 丙烯酸酯) - CH3 (Methacrylate 甲基丙烯酸酯),possible 可能的 - OH reactive groups 反应基团： - COOH,R2 = - Alkyl 烷基 - Polyester 聚酯 - Po
12、lyether 聚醚 - Salt 盐,流平缺陷原因,（一）桔皮和发花 涂料经涂布后，当溶剂从涂膜中挥发时，由于在温度、表面或界面张力以及密度上存在的差异，会形成涡动液流。在涂膜表面上的溶剂的挥发，使其粘度增加，表面温度降低。表面处得物质的比重和表面张力增加，表面处得物质因而会下沉到涂膜底部。涂膜的吓层富集溶剂，表面张力低，会突破上面的涂膜而扩展到其表面上，于是溶剂得以挥发。这一上升、扩展、下沉的程序是连续不断地重复着。因为涂膜总是力求恢复上层和下层之间的平衡的，这便导致这便导致局部的涡动液流。,这种液流会导致不规则的，边缘相接的六角形网络的形成，称之为贝纳得漩涡。清漆和色漆均会发生涡流流动，
13、当涂料粘度低并且涂膜比较厚时特别明显，而粘度增加和涂膜厚度减少时就不太明显，在清漆和单色色漆中，因贝纳德漩涡结构造成的弊病以橘皮现象显现；而在由一种以上颜料组成的色漆中，粒度大（或解絮凝程度小）和密度大的颜料在漩涡中央富集，而粒度小（或解絮凝程度大）和密度小的颜料在富集在漩涡之间的边界处。,（二）缩孔 缩孔的形成是由于低表面张力的物质和体系不相溶所引起的。于液体从低表面张力区域流向高表面张力区域，形成了缩孔。随着流平的发生，因污染的程度不同而会发生缩边、鱼眼、蠕变、直至缩珠等现象。,（三）厚边和画框效应,流平缺陷原因,（三）厚边和画框效应 厚边和画框效应常常出现在溶剂比较多和粘度较低体系中，其
14、出现的原因如图所示,（四）打电报和鬼影 当一涂层施工在另外一具有不均衡表面张力的涂层表面时，会出现“鬼影”这一特别现象。当第一道涂层含有聚硅氧烷添加剂并由于一些原因必 须部分打磨，就会出现这种漆膜缺陷。打磨后，表面会用溶剂清洗。打磨和清洗会全部或部分地将聚硅氧烷从漆膜表面清除，从而形成表面张力差异。在第一道涂层采用丙烯酸流平剂而不是聚硅氧烷，可防止这种漆膜缺陷。,（五）过喷漆雾 如果第一层涂层的表面张力比第二层喷雾要高的话，第二层喷漆就会在第一层上附着显色（这在某些领域是要避免的，如工业铁桶的喷涂）；但是如果在第一层涂料中加入低表面张力的助剂，使其体系的表面张力低于第二层喷涂，则第二层喷涂难以
15、在第一层中附着，或者容易被打磨去掉。,流平缺陷原因,（五）过喷漆雾,流平剂的评价方法,相容性 目测或采用透明度仪 流平性 将涂料喷涂或刷涂在表面平整的底材上，观察涂膜流平时间以及涂膜表干后是否具有上述描述的缺陷 滑爽性 用滑度仪定量测试和手指对涂膜滑爽性的主观感觉 不稳泡性 气体鼓泡法,对涂膜附着力和重涂性的影响 将涂料刮涂或喷涂在表面平整的底材上，待涂膜干燥后，划格法测定涂膜的附着力（测定重涂性需要在实干的涂膜上再涂布一层涂膜） 对光泽的影响 将涂料涂布在黑色无光漆的底材上，待涂膜干燥或固化后，用光泽仪测定涂膜光泽。,分散剂,颜料分散,颜料特征,Color / Shade 色相/色度 Hid
16、ing Power 遮盖力 Transparency 透明性 这些性能可通过颜料的完全解絮凝获得,润湿和分散,颜料的润湿和分散过程,颜料的润湿和分散过程,1 润湿,减小树脂溶液和颜料间的表面差异,颜料的润湿和分散过程,机械搅拌破坏颜料聚集体,颜料的润湿和分散过程,防止颜料颗粒再次絮凝,分散助剂使颜料稳定的机理,空间位阻作用,电荷相斥作用,润湿分散剂的分类,按分散剂结构分：阴离子型 阳离子型 非离子型 两性型 电中性型 高分子型（包括高中低分子量）超分散剂 按分子量分：低分子量润湿分散剂和高分子分散剂 按分散体系分：溶剂型用分散剂和水性分散剂 按分散对象分： 无机颜料 有机颜料炭黑,颜料性质对比,分散剂需要量的计算方法 无机颜料：约为吸油量的10% 碳黑：约为DBP值20% 有机颜料：约为BET值的25-
