乳胶漆的泡沫问题,使生产操作困难,泡沫中的空气不仅会阻碍颜料或填料的分散,也使设备的利用率不足而影响产量;装罐时因泡沫,需多次灌装。施工中给漆膜留下的气泡造成表面缺陷,既有损外观,又影响漆膜的防腐性和耐候性。
4.3.1.1泡沫产生理论分析
1)什么是泡沫?
泡沫可定义为液体介质中稳定的气体。液体中不含表面表面活性剂时,气泡会迁移至液体表面,破裂消失,液体中含有表面活性剂时,气泡表面形成膜板,成为稳定的泡沫,膜板的厚度为几个um见图。
气泡产生方式:生产过程中空气的混入;涂料在应用中空气的截留:由于化学反应产生气体(如含异氰酸酯的涂料)。气泡在涂膜中产生的缺陷:涂膜产生空洞:气泡完全截留在涂膜中形成,如常见的痱子等:针孔,火山口或通道:气泡开口破裂,气泡部分截留所至。
2)泡沫的生成与稳定
泡沫的生成与液体体系的表面张力()有关,在某一体系中输入一定的机械功(如搅拌做功),体系则会产生气泡,气泡的总表面积与输入的机械功和体系的表面张力有如下的关系:W=A W…机械功…体系表面张力 A…气泡总表面积
一般分散液在提高PH值和降低颗粒尺寸时易于产生气泡,涂料生产要达到良好的脱气效果建议粉料投料顺序先添加粗填料,容易增加黏度的填料后添加。
4)泡沫的稳定因素
稳定的膜板液体的流动减慢;
膜板液膜表面张力影响气泡膜排液,阻碍气泡膜变薄;膜板周围液体的表现粘度影响消泡剂的渗透,扩散和排液;
膜板表面活性剂分子层的静电排斥力(库仑力)阻碍气泡的破裂F=q1*q2/r;
膜板层的吉布斯(Gibb)(E=dr/dA)阻碍气泡的破裂。
马兰哥尼效应阻止气泡膜的排液,恢复气泡膜厚度。
后三项在气泡受到外界干扰气泡膜变薄后,具有恢复气泡厚度的能力,而稳定泡沫,组织其破裂。不同的表面活性剂气泡能力与稳定气泡能力不一样,表面活性剂的亲水亲油基长短对泡沫的稳定有不一样的影响,C12~C14稳泡效果最好(泡沫膜刚性和强度)。
泡与泡沫对涂料膜带来了影响,配方生产要消除这些影响,在涂料制备中要选用良好的消泡物质来脱出生产过程带进涂料中的空气,并在施工过程中保证气泡快速破裂。消泡有两个过程:
气泡排液:泡膜变薄—小气泡并成大气泡—上升至表面
影响气泡排液的因素:体系表面张力,表面张力小,气泡周围液体