水性丙烯酸木器漆的消泡

data-full-width-responsive="true"> 0 引 言近年来，世界大多数国家对环保的立法和VOC的限制使水性木器漆成为家庭用漆发展的新方向。以水为分散介质的水性木器漆有其特殊性，如分散介质水的表面张力高、蒸发潜热大、体系为热力学亚稳定型、成膜机理完全不同于溶剂型涂料等。因此，在制备水性木器漆时会遇到一些特殊问题，水性漆的消泡即为其中之一。本文考察了不同公司生产的二十多种消泡剂在丙烯酸乳液为基础体系的水性木器漆中的消泡效果，同时考察了消泡剂对诸如缩孔、流挂、刷痕等施工性和流变性的影响。1 实验部分1．1 乳液所用的乳液为乳白色不透明的丙烯酸乳液，其基本理化指标：固含量：42％ ；pH：8．2； ：59C；MFT：55℃ 。1．2 消泡剂所用的消泡剂见表1和表2。1．3 实验方法优秀的消泡剂应能保证水性木器漆在生产过程、使用过程和长期贮存后均有良好的消泡能力。对应的消泡考察分3个阶段进行：第一阶段，在800 r／min或更高转速下高速搅拌后，漆液的起泡和消泡性，这模拟生产过程的消泡；第二阶段，水性木器漆涂漆过程的起泡和消泡，相应于施工时的消泡；第三阶段，漆液室温贮存至少4个月后的消泡性，相应于消泡剂的持久稳定性。在水性木漆器配方固定下，只改变消泡剂来观察以上各阶段的消泡效果(消泡剂的用量通常不超过0．1％)，并考察消泡剂用量增加1～2倍时是否产生缩孔现象。此外，还考察是否有刷痕以及垂直面涂漆时是否产生流挂等问题。1．4 评价方法消泡性分4个等级：① 无泡；② 有泡，但漆液放置后或仔细涂漆时能消除；③ 有少量泡；④ 泡多且难消。对缩孔、刷痕和流挂仅分有和无2个等级。2 结果与讨论2．1 消泡效果考察消泡剂的消泡效果见表3。从表3的结果可得出如下结论：(1)BYK公司的消泡剂，是消泡能力强的有机硅型消泡剂，在高速搅拌时大多容易起泡，且泡沫难消。(2)其他公司的消泡剂，其中某些矿物油型或矿物油改性的消泡剂比有机硅消泡剂的效果好，如CF107，搅拌时泡沫难消，但静置后泡沫渐渐消失，用量得当，涂漆时基本无泡；Cognis公司的SN一154、SA一3和8034L有较好的消泡效果；Dehydran 1293初期消泡效果不好，高速搅拌后泡多，涂漆时有少量泡，气温高时，消泡效果严重变差；Tego公司的901W 无论搅拌时还是涂漆时都不能满意消泡。2．2 缩孔缩孔与消泡效果是一对矛盾。有些消泡剂无论在高速搅拌时还是在涂漆时，都可做到基本无泡甚至完全无泡，但往往难以避免出现缩孔现象。消泡剂用量大时，缩孔大；用量小时，缩孔就小。有些缩孔在反复涂漆后会减轻，这表明漆液的润湿性差，干燥后有时看不出来。但是在垂直面涂漆时，缩孔轻时，会形成彗星斑(有一个较重的缩孔头及逐渐变浅的拖尾，类似于彗星状)。缩孔严重时，则形成不均匀圆孔。有机硅型消泡剂容易造成缩孑L。BYK 022、BYK023高速搅拌时泡沫少，涂漆时甚至无泡，但极易缩孔，其用量大时，缩孔明显；而BYK 034、BYK 037矿物油型消泡剂则不易形成缩孔。BYK 019／BYK 017，BYK 019／BYK 025配用时，也易形成缩孔，前者比后者好些。CF 107矿物油型消泡剂虽然消泡效果尚好，但其用量偏大时也易缩孔。Dehydran 1293和1620也会产生缩孔。2．3 贮存稳定性一个消泡剂是否可用，不仅仅看刚生产漆液的涂漆效果，更重要的是该消泡剂能否长期保持良好的消泡效果。将加有不同的消泡剂，并在室温存放4个月后的漆涂覆于已有底漆的木板上，观察涂漆效果，包括消泡性、缩孔、刷痕及垂直面涂漆时是否产生流挂等，其结果见表4。比较表3和表4可以看出，大多数消泡剂的消泡效果在存放4个月后发生明显变化，原先消泡效果较好的消泡剂存放后消泡能力下降，如BYK 037、SA一3、CF 107等；原先消泡稍差、易起小泡的消泡剂，存放后消泡效果变好，如BYK 028、BYK 024、BYK 019／BYK 024、Nopco 8034、SN一369等。这表明大多数消泡剂的贮存稳定性不好，其中只有Nopeo 8034L在贮存前后均有较好的消泡效果。需要特别指出的是，用升温加速的方法来判断消泡剂在漆中的贮存稳定性是不可靠的，与室温实际存放的结果有较大的差别。3 结语消泡对水性木器漆是一个十分重要的问题。由于水的表面张力远大于有机溶剂，水性漆的消泡比溶剂型漆困难得多。为了获得良好的消泡效果，应该注意以下问题：(1)不同的乳液或水分散体用的消泡剂不尽相同，不能用一种消泡剂在每一种漆中都获得优异的消泡效果。(2)好的消泡剂应该不仅仅在刚制成的漆中有良好的消泡效果，而且应该有良好的持久消泡效果，在漆液贮存数月甚至一年后仍保持消泡能力不明显下降。(3)几乎所有的消泡剂在水性漆的贮存过程中都会有逐渐失效的现象，应选择贮存稳定、失效慢的消泡剂。(4)好的消泡剂应该在保持良好的消泡性的基础上，在其用量稍大时不会产生缩孔等现象。只有这样才能在稍增大消泡剂的用量后，抵消消泡剂随时间的延长带来的逐渐失效的负面影响。(5)对水性丙烯酸木器漆而言，为避免缩孔的出现，使用矿物油型消泡剂的效果好于有机硅型消泡剂；矿物油／有机硅复合型消泡剂在一定的范围内也有良好的效果。但是综合考虑本研究体系，较好的消泡剂是BYK 034、BYK 037、8034L。应该强调的是，本研究仅涉及消泡剂的问题，至于缩孔、刷痕、流挂等问题，还与流平剂、增稠剂等有很大关系，对这些助剂的种类和用量同样应该引起重视。对于起泡现象本身，除与消泡剂种类和用量有关以外，还与施工条件有很大的关系，例如气温、湿度、木材本身的孔隙度都会影响气泡的产生与多寡，这些因素在涂漆时也应给予足够的重视。