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 低VOC涂料消泡剂配方设计中分子消泡活性物的作用

 发布时间:2021/12/22 15:54:11   信息来源:消泡剂网
首先为什么要用到消泡剂呢?主要原因是因为泡沫的产生。下面由小编带你分析下泡沫产生的一系列过程。

一、泡沫产生的原因

水性涂料不是纯的液体;

它们是在载体(水)中的粒子(颜料、树脂)分散胶体。在涂料中气泡稳定的其中一个关键因素是表面活性剂,因为正是表面活性剂才能将所有不同的成分保持在一起,而不是相分离或沉淀。

表面活性剂是用来防止乳液出现相分离的一种组分,它能润湿颜料表面来改善分散性和防止沉降,并提高水性涂料配方中各种成分的整体兼容性。这些表面活性剂的负面影响是,它们也能非常有效地稳定涂料混合物中的空气,使空气很难聚结在一起、上升到表面而逃逸。

这是由表面活性剂的特定性质决定的。表面活性剂是既具有疏水性又具有亲水性的物质。

正是由于这一点,它们能有效地发挥作用,这也是为什么它们在有效稳定泡沫的原因。

表面活性剂的疏水部分围绕气泡周围,使其能稳定在涂料中,从而防止气泡凝聚并上升到表面而逸出。



二、消泡剂组成


配方有三大组成成分:

       1.载体;

       2.乳化剂和湿润剂;

       3.第三种组分或活性成分。

载体可以作为其自身的消泡剂。在消泡剂配方中,其主要功能是把疏水成分带到层状界面,在那里发挥作用。载体的例子是矿物油和硅油。

乳化剂或者润湿剂用于将消泡剂分散在需要消泡的液体中。它们能控制分散消泡剂的难度,对消泡剂的效力、持久性和相容性也有影响。

加入第三种组分是为了提高消泡剂的性能,改善消泡剂稳定性或相容性。

憎水颗粒、脂肪酸、偶联剂和享有专利权的组分,如消泡分子,就属于这一类。



三、消泡剂如何工作

 正是由于消泡剂的作用,克服了表面活性剂的稳定作用,能从体系中除去气泡。要做到这一点,消泡剂要配制成与气泡壁和液体表面或邻近气泡壁之间界面处的表面活性剂层不兼容。

这个区域通常被称为膜层。



消泡剂需要是低表面张力的液体,具有受控的不溶性或不相容性,有正的进入系数,能进入膜层中,以及正的铺展系数能在整个膜层中散布开。

消泡剂也需要被分散成配方中的疏水液滴。一旦消泡剂微滴进入并分布在整个膜层区域,它就会破坏表面活性剂的稳定作用,使水从膜层中流出,从而导致气泡壁变薄和气泡的最终破裂。



因此,除消泡剂的表面张力,高效的消泡剂的重要性能特征是消泡剂能够被分散在待消泡的液体中并形成有效的液滴粒径。


四、低VOC涂料消泡剂的需求


随着与VOC排放有关的法规的出台以及消费者对更环保的产品的需求,在过去的十年中涂料发生了巨大变化,今天,建筑涂料配方的VOC含量接近零。

使用的乳液是较软的聚合物它们不需要成膜助剂,就能形成涂膜,通过施工后交联获得硬度。不再需要使用溶剂来延长开放时间和保持施工过程中的湿边。

所有涂料组分预计都是零VOC或接近零VOC的,配方中只有水是唯一的挥发性液体成分。表面活性剂的使用在稳定这些配方时变得更重要,并且使用环境友好型表面活性剂已经改变了泡沫生成和稳定的情况。

在建筑涂料中,现在期望使用单涂层涂覆物,为实现这一点使用的方法之一是配制比过去更高黏度的涂料,在低剪切和高剪切范围内都是。这些因素对现代涂料的消泡需求都有影响。

溶剂可以不再存在,来充当配方中临时的消泡剂,特别是在生产过程中。更高黏度意味着气泡从液体中上升的速率变得更慢且更困难。

增加表面活性剂的使用量意味着在整个涂料中的泡沫更稳定。消泡剂现在必须被配制成能抵消所有这些作用。

小编最后得出的结论:含有一种分子消泡组分作为其组合物一部分的消泡剂与不含分子消泡组分的消泡剂对照物相比,具有更有效地消泡能力。

可以减少涂料中消泡剂的用量,满足了降低涂料中VOC的迫切需求。通过使用分子消泡剂,解决了低VOC涂料中更高难度的消泡问题,尤其是VOC接近零的涂料配方。