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浅谈消泡剂在建筑涂料中的选择和应用

发布时间:2021-05-08作者:admin

       在建筑涂料的生产中,由于配方中含有乳化剂、分散剂增稠剂,不仅会产生大量气泡,还会稳定气泡,导致建筑涂料中出现大量气泡。如果气泡在成膜过程中不能消失,就会引起涂膜缩孔、针眼等缺点。所以,加入宁夏消泡剂去除这些气泡,可以达到令人满意的效果。

  1·气泡产生的原因与防止

  气泡就是气体分散在液体中的分散系统[1]。由于建筑涂料中含有表面活性剂,它可以产生大量的气泡,同时可以使气泡稳定。气泡向空气界面上升,但仍被表面活性剂表面膜包围,形成双分子层,即气泡夹层。建筑涂料生产过程中产生气泡的主要原因:①涂料中的颜填料比表面积较大,生产过程中加入的颜填料可以吸附空气进入涂料中产生气泡;②涂料在生产和应用过程中,由于添加了各种表面活性物质,如乳化剂、分散剂、润湿剂、增稠剂等,在生产和施工过程中易产生气泡;③由于搅拌、分散、研磨、施工等原因,通过空气介入系统易产生气泡;④由于某些副反应会产生CO2,从而产生气泡。根据Stoke原理:

  公式:V为气泡上升速度;r为气泡半径;ρ为涂层系统粘度。一定时间内,气泡上升速度V与气泡半径r的平方成正比。首先,小气泡相互接近,然后聚集成稍大的气泡,然后上升到表面。大气泡比小气泡上升得更快。在干燥过程中粘度增大,气泡上升速度变慢,所以调低涂料的粘度,可显著减少气泡的产生。因此,在生产涂料时,应选择一些气泡含量低的原材料,尽可能消除稳定气泡的成分。调整生产过程,减少副反应的发生,控制涂料施工的温度、湿度和通风条件,可以减少气泡。按比例加消泡剂也可以有效消除气泡。

  2·消泡机理

  对于建筑涂料,消泡剂必须与稳定的表面活性剂层结合,渗透到泡膜双分子膜中,接触泡沫后迅速展开,形成非常薄的双膜层。随着消泡剂的进一步分布和侵入,原泡沫的膜壁被取代。由于低表面张力的液体总是流向高表面张力的液体,消泡剂的表面张力低于气泡液的表面张力,消泡剂分子附着在气泡膜的表面,降低了气泡膜表面的局部表面张力,但是气泡面的其馀部分仍然保持着大的表面张力,气泡破裂[2~5]。消泡剂的消泡机理见图1。

  消泡剂的重要作用是尽快去除气泡。消泡剂与稳定的表面活性层结合,渗透到泡膜的双分子膜中,渗透能力可以用渗透系数e表示。消泡剂渗透后可以迅速分布,其分布能力可以用分布系数s表示,根据ROSS提出的公式

  渗入系数E=γF+γDF-γD(1)

  散布系数S=γF+γDF-γD(2)

  式中:γF-发泡介质的表面张力;γD-消泡剂的表面张力;γDF-发泡介质和消泡剂之间的界面张力。

  当E>0时,消泡剂渗入泡膜中;E<0时,不能渗入。S>0时,消泡剂扩展到膜面的S<0时,不能扩展。因此,当E>0,S>0时,消泡剂才能产生消泡作用。

  3·消泡剂的选择及其在建筑涂料中的应用

  消泡剂针对性的针对性,通常可以在一个气泡系统中消泡,但在另一个系统中效果不好或无效,甚至有助于泡沫。水性建筑涂料消泡剂的选择是一个复杂的问题。添加剂在涂层系统中有很多种。如何与消泡剂搭配,产生良好的整体效果,需要测试才能确定。消泡剂的选择,从理论上说,主要是考虑表面张力和混溶性,选择时要考虑多种因素:①由于涂料的种类不同,主要成膜物、助剂不同,所选用的消泡剂也不同,消泡效果也不同,需仔细分析。②对若干消泡剂品种进行筛选试验,选出*佳消泡剂。试验材料见表1。几种建筑涂料用的消泡剂筛选试验及用量见表2。

  由表2可以看出,选用TPS-03消泡剂,适用于BC-01苯丙涂料,消泡效果*佳。通过重点试验得出*佳用量为0.28%。

  从表3可知,环保型内墙涂料选用SPA202消泡剂*佳。通过SPA202重点试验,消泡剂量为0.99%。

  从表4可以看出,TL-1型建筑内墙涂料采用TSP-01消泡剂消泡效果*好。通过重点试验得出*佳用量为0.3%。通过试验筛选出3种建筑涂料专用的消泡剂及用量,由于3种涂料的品种不同,选用消泡剂不同,用量也不同。

  4·使用消泡剂时应注意的问题

  1)使用前必须充分搅拌。一般不需要用水稀释,可以直接加入。如果需要稀释,可以随意使用。

  2)在涂料搅拌的情况下加入,使消泡剂进入系统。

  3)为了达到良好的消泡效果,*好分两次添加,*次在制备涂料时添加总量的一半,研磨后再添加另一半。

  4)消泡剂的使用量适当,加入过多,带来副作用,使涂料膜有收缩孔等问题。添加量少,无法达到消泡效果。

  5)加入消泡剂至少需要24小时才能测试涂层的性能,因为消泡剂是持久的,否则会出现缩孔等产品质量问题。

  5·结束语

  消泡剂用于避免气泡形成或尽快消除形成的气泡,保证产品质量。消泡剂的选择和添加量对涂料的性能有很大影响。如果选择不当,不仅达不到消泡的目的,还会影响涂层的质量。在确定处方的试验中,根据情况进行认真的试验筛选,选择*佳消泡剂和用量,满足产品的质量要求。