涂料助剂 作用说明书讲解
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
消泡剂
泡沫
一般来说，采用泡沫的气体含量参数ψ来区分不同的泡沫类型
气体体积
气体体积 液体体积
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。
E 2A d
dA
E = 弹性系数 A = 气泡表面积 γ= 液体表面张力
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
E l ld d
E＞0，消泡剂能够进入气泡液膜中
S l ld d
γl：发泡液体表面张力 γd：消泡剂表面张力
γld：发泡液体和消泡剂之间的界面张力
S＞0，消泡剂可以在整个气泡液膜中铺展
为了保证S为足够大的正值，不仅要求γd要小， γld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。
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，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。
漆膜缺陷
相容/溶解
气泡
wk.baidu.com
不相容/不溶解
稳泡
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。
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。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
〈90°
〉90°
光滑 粗糙
光滑
粗糙
是
是
是
a
是
是
否
否
否
d
否
否
a i·cosθ〈-1.00 是；i·cosθ〉-1.00否 b （γS-γI）〉γL是；（γS-γI）〉γL否 c i（γS-γI）〉γL是；i（γS-γI）〉γL否
d i·cosθ〉1.00 是；i·cosθ〈1.00否
流平剂的作用原理
泡沫破裂
气泡液体与疏 水颗粒接触角
Φ>90°
疏水颗粒消泡机理
消泡、脱泡与抑泡
消泡剂：
消泡剂能显著降低气泡膜壁的表面张力，使存在于液 面上的泡沫壁变薄，导致膜的破裂，达到消泡的目的 。
脱泡剂：
脱泡剂是分散于液体介质中的低极性物质，脱泡剂分 子与液体介质之间的作用较弱，一旦两个这样的气泡 相互靠近它们就会融合成一个大泡，融合后的大泡上 升速度大大加快，一旦到达液面，气泡破裂后泡沫消 除。非硅消泡剂相比硅类消泡剂同体系相容性更好， 迁移到表面需要更长的时间，从而可以更好地帮助体 系内部泡沫的融合，即非硅消泡剂偏重于脱泡。但一 个好的脱泡剂并不代表是一个好的消泡剂。
抑泡剂：
抑泡剂极易吸附在气泡膜壁上，它排除了稳定气泡的表 面活性剂，使得气泡膜的表面张力降低，泡沫壁变薄， 不均匀的气泡表面自由能造成了气泡的不稳定，在气泡 上浮的过程中就会被破坏掉。好的抑泡剂可抑制涂料在 搅动过程中产生过量的气泡。一种好的消泡剂其实也具 有好的抑泡效果
相溶性与消泡性
消泡 Optimum
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
泡沫稳定因素
Marangoni 效应
Step1：液膜液体在 重力作用下流向液 体体系。
Step2：由于排液过程， 液膜顶部变薄，表面活性 剂含量减少。
Step4：排液与回流 达到平衡，泡沫稳 定。
Step3：表面张力梯度显示 顶部具有更高表面张力， 液体将从表面张力低的底 部回流至顶部。
静电效应
两种不同的消泡机理
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
当排液过程 使泡沫厚度 达到临界值 时，破泡就 会发生。
有机硅/聚合物/矿物油的消泡机理
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
疏水颗粒进入 气泡液膜
气泡液体 不能润湿 疏水颗粒
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dγ/dA >0
纯液体dγ=0，E=0，因 此，纯液体不能稳定气 泡。
涂料体系，含表面活性 剂， dγ/dA >0，稳定 气泡。
泡沫不稳定因素
重力
Step1：液膜液体在 重力作用下流向液 体体系。
Step2：气泡顶部液 膜厚度变薄。
Step3：没有相反的作用力阻 止这种排液过程，当液膜厚 度达到临界厚度时，任何的 液体分子运动都能促使气泡 破裂。
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
固体表面接 触角表面性
质
自发润湿类 型 附着 浸透 展布
γ S〉γ L
光滑
粗糙
是
是
是
是
b
c
表面张力体系
γ S〈γ L
泡沫
一般来说，采用泡沫的气体含量参数ψ来区分不同的泡沫类型
气体体积
气体体积 液体体积
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。
E 2A d
dA
E = 弹性系数 A = 气泡表面积 γ= 液体表面张力
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
E l ld d
E＞0，消泡剂能够进入气泡液膜中
S l ld d
γl：发泡液体表面张力 γd：消泡剂表面张力
γld：发泡液体和消泡剂之间的界面张力
S＞0，消泡剂可以在整个气泡液膜中铺展
为了保证S为足够大的正值，不仅要求γd要小， γld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。
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，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。
漆膜缺陷
相容/溶解
气泡
wk.baidu.com
不相容/不溶解
稳泡
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。
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。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
〈90°
〉90°
光滑 粗糙
光滑
粗糙
是
是
是
a
是
是
否
否
否
d
否
否
a i·cosθ〈-1.00 是；i·cosθ〉-1.00否 b （γS-γI）〉γL是；（γS-γI）〉γL否 c i（γS-γI）〉γL是；i（γS-γI）〉γL否
d i·cosθ〉1.00 是；i·cosθ〈1.00否
流平剂的作用原理
泡沫破裂
气泡液体与疏 水颗粒接触角
Φ>90°
疏水颗粒消泡机理
消泡、脱泡与抑泡
消泡剂：
消泡剂能显著降低气泡膜壁的表面张力，使存在于液 面上的泡沫壁变薄，导致膜的破裂，达到消泡的目的 。
脱泡剂：
脱泡剂是分散于液体介质中的低极性物质，脱泡剂分 子与液体介质之间的作用较弱，一旦两个这样的气泡 相互靠近它们就会融合成一个大泡，融合后的大泡上 升速度大大加快，一旦到达液面，气泡破裂后泡沫消 除。非硅消泡剂相比硅类消泡剂同体系相容性更好， 迁移到表面需要更长的时间，从而可以更好地帮助体 系内部泡沫的融合，即非硅消泡剂偏重于脱泡。但一 个好的脱泡剂并不代表是一个好的消泡剂。
抑泡剂：
抑泡剂极易吸附在气泡膜壁上，它排除了稳定气泡的表 面活性剂，使得气泡膜的表面张力降低，泡沫壁变薄， 不均匀的气泡表面自由能造成了气泡的不稳定，在气泡 上浮的过程中就会被破坏掉。好的抑泡剂可抑制涂料在 搅动过程中产生过量的气泡。一种好的消泡剂其实也具 有好的抑泡效果
相溶性与消泡性
消泡 Optimum
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
泡沫稳定因素
Marangoni 效应
Step1：液膜液体在 重力作用下流向液 体体系。
Step2：由于排液过程， 液膜顶部变薄，表面活性 剂含量减少。
Step4：排液与回流 达到平衡，泡沫稳 定。
Step3：表面张力梯度显示 顶部具有更高表面张力， 液体将从表面张力低的底 部回流至顶部。
静电效应
两种不同的消泡机理
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
当排液过程 使泡沫厚度 达到临界值 时，破泡就 会发生。
有机硅/聚合物/矿物油的消泡机理
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
疏水颗粒进入 气泡液膜
气泡液体 不能润湿 疏水颗粒
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dγ/dA >0
纯液体dγ=0，E=0，因 此，纯液体不能稳定气 泡。
涂料体系，含表面活性 剂， dγ/dA >0，稳定 气泡。
泡沫不稳定因素
重力
Step1：液膜液体在 重力作用下流向液 体体系。
Step2：气泡顶部液 膜厚度变薄。
Step3：没有相反的作用力阻 止这种排液过程，当液膜厚 度达到临界厚度时，任何的 液体分子运动都能促使气泡 破裂。
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
固体表面接 触角表面性
质
自发润湿类 型 附着 浸透 展布
γ S〉γ L
光滑
粗糙
是
是
是
是
b
c
表面张力体系
γ S〈γ L