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佳明助剂在木器涂料中应用
 
慧聪网   2006年5月8日14时7分   信息来源:慧聪网涂料行业频道    

    在油性木器涂料中,总是不希望有泡沫。一方面,在涂料生产中产生的泡沫使生产容器不能得到最佳的利用;另一方面问题大多数出现如此,在涂装中出现泡沫会使漆膜的光学性能,而且不利漆膜保护作用的正常发挥。因而,消泡剂在所有配方中几乎是一个必要配方.
    要在涂料体系中不含有泡沫稳定物质实际上是不可能的。那么只好使用消泡剂来避免泡沫的形成和将已形成的泡沫消除(尽快的)。消泡剂是低表面张力的液体。一般具有三个性质:
1:不溶于要消泡的介质
2:有正的进入系数
3:有正的展布系数
   当进入系数为正时,消泡剂就可以进入泡沫膜而展布系数为正时,消泡剂就可在界面展布。因为此展布作用而将稳定着泡沫的表面活性剂推开,使原体是弹性的抗干扰的气泡膜转变为较低表面张力的,内聚力降低了气泡膜。这类消泡液体的消泡作用还可通过加入细分散的憎水颗粒而进一步的加强(尤其在水性体系),此时消泡液体作为载体,将颗粒输送进入泡沫膜。也就是说,憎水颗粒在清水液膜中可视为“异物”,从而起了减弱内聚力而使泡沫失却稳定的作用。另外,这种颗粒表面还吸附或“捕捉”表面活性剂分子,从而使泡沫膜崩溃。
   所有的消泡的重要依据是他们对于消泡的介质的“有选择的不相容性”。相容性太好的消泡剂不能迁移进泡沫壁,反而进入整个涂料体系。在此作用下,消泡作用微乎其微。换言之,如果一个消泡剂太过不相容,会导致漆膜的缺陷如雾影或缩孔。合适的消泡剂和不相容性之间寻找一个“平衡点”。太高的相容性反而会导致稳泡作用,而不是消泡作用。当然,最佳的选择是合适的消泡作用而无缺陷(雾影,缩孔)。由于涂料体系的多样性,不可能一个消泡剂对于所有配方效果都是最好的。必须有一系列的消泡剂产品适应每一个目的。消泡能力的调整可以通过用量来调节:消泡剂高用量一般来说会提供更好的消泡性,但是会导致缺陷增加或使之可见;消泡剂低用量,漆膜的缺陷可避免,但最终消泡能力会不够有效。
    大家认为“消泡剂”用于消除涂料的气泡。有时,将“消泡”和“脱泡”区别开来是有帮助的。首先,气泡必须到达表面;这个过程称之为脱泡。然后气泡破裂称之为“消泡”脱泡剂的功能是提高气泡上升的速度。这些助剂使相邻的泡沫互相聚集合并,然后,由于尺寸变大,向表面运动的速度快。脱泡剂必须在整个涂层都有效的发挥这个效果。相反,消泡剂只在表面有效,它们只破坏上升至表面的气泡。实际上,常常不可能将一个助剂助剂的工作几里明确的定义为消泡剂或脱泡剂。
   因而,以后的讨论一般都是“消泡剂”这个名字,即使在个别的情况下用“脱泡剂”可能会更适合。虽然在工业上非常希望有一个普及接收的消泡剂作用机理的解释,但至今还没有这样的“标准的消泡剂机理”由此,以下将集中于佳明化学生产的用于水性和溶剂型体系的消泡剂的化学机理。主要分为:有机硅消泡剂,无有机硅聚合物型消泡剂。
 
溶剂型体系用有机硅消泡剂
 BZ407,BZ410,BZ420是氟改性的聚硅氧烷,由宽广的应用范围;尽管它们含有很少量的不混容性物质,他们的消泡效果扔旧很高。
 BZ405,BZ408混溶性好,聚硅氧烷消泡剂,混溶性比较好,消泡能力强,适应于聚酯漆和聚酯清漆。
关于溶剂型体系用无有机硅消泡剂,BZ402是标准的产品,BZ402
BZ403,BZ404,BZ421组成一个产品系列(同一化学基础,按需要设计不同的混容性)分子量最低是BZ402,BZ421.显然是混溶性最好的,分子量最高是:BZ404,混溶性最。这类消泡剂,由于活性物质高,抑泡和脱泡能力强。可用作脱泡剂和抑泡剂。
    消泡剂的最重要的选用准则是消泡作用本身,试验方法有多种,最快速和最简易的方法是将消泡剂在纯树脂中评估。尤其是将空气混入树脂后,观察气泡的破裂的快慢(或更紧密点,观察泡沫体积减少的快慢)。不过,这样的评估只能作为“预试验”,因为最终涂料配方中还含有众多的其他成分,他们也会影响泡沫的行为。因而消泡剂的试验应在最终涂料体系本身里去做。
 
分散剂
    在木器涂料中,最重要的一步是固体颜料在液相基料溶液的均匀分布。假使这个颜料研磨步骤不是最佳,那么许多的缺陷就会发生:絮凝,光泽的降低,颜色偏移,浮色和发花,贝纳德涡,沉淀。此外,以下的流变有关的性质也会受到负面影响:流挂,流平。
    润湿分散剂可定义为降低界面张力的物质。其结果是增加“铺展压力”因而加速了润湿过程。这类物质的特性是具有表面活性结构;极性,亲水结构部分结合在同一个分子内。正因为具有这样一来特别的结构,结合而成的分子是具有界面活性的。从化学上看,按不同极性部分是怎样结合在分子中的情况,润湿助剂可分为离子型或非离子型。一般来说,非极性部分为碳氢链。
电荷相斥
    颜料颗粒在液态涂料中其表面带有电荷。通过助剂的使用,有可能使电荷的增强,使所有颜料颗粒带有相同的电荷。相反电荷的离子聚集在颜料表面,从而形成“双面层”。稳定化程度随着双电层的厚度的提高而增强,电荷相斥稳定机理对水性的乳液分散体及相关体系特别有用。从化学上来说,用于这种分散体系的助剂是聚电解质-在侧链上含有多处电荷的较高分子量的产品。
    在涂料工业中除多聚磷酸盐外,还有许多聚磷酸生物用作聚电解质。聚电解质吸附在颜料表面,结果将电荷转给了颜料颗粒。通过相等电荷颜料颗粒间的电荷相斥,因而解絮凝状态得以稳定化。由于他们的化学结构,这样的助剂很难显示任何的润湿作用;因此在实际上需要和润湿助剂一起使用。
高分子量聚合物类解絮凝型润湿和分散助剂
    典型的解絮凝助剂他有一个或几个空间开发性的颜料亲和基团和许多类似树脂的链状结构。这些助剂为低分子量聚合物,他们吸附在颜料表面,通过空间位阻作用稳定解絮凝状态。
关于低分子量聚合物基础的常规型润湿和分散助剂,应先从三个著名的产品说起:            BZ201,BZ202,BZ205普遍使用,而BZ205最适用于有机颜料的稳定。BZ206在高档涂料中对钛白的分散稳定化显得特别有效,并且是与高分子量助剂BZ203一起使用的理想助剂。
在设计木器家具漆配方时,会用到硝基纤维素,酸固化,聚氨酯,不饱和聚酯,紫外光固化和水性涂料体系。为了提高涂料的特性,这些体系可与物理干燥基料结合使用。
在谈到木器家具漆时,我们该把封闭底漆,面漆和多层涂料体系区分开来。封闭底漆指那些涂于低材上的头道漆。面漆是指具有装饰性和保护性的后道涂层。多层涂料体系指那些既作封闭底漆又可作面漆的品种。木器家具漆既有透明清漆又有色漆。按其最终外观要求可制成无光或有光。用封闭底漆和多层涂料体系可获得开孔或闭孔的效果。木器家具漆典型的施工方法为喷涂,淋幕。木器家具涂并不仅涂装于原木和木贴皮上,同样也被涂于塑料,贴纸,木屑板和中密度纤维板上,我们最主要的是区别多孔性和经过封闭的低材。
流变的特性——流挂,沉淀,流平
流挂,沉淀问题可以单独用BZ4200或BZ205解决,也可以将他们与防沉剂混用,或将BZ4200和BZ205与气相二氧化硅结合使用。另外不NC的AC,PU和UV体系添加BZ204来达到触变作用。这种触变作用受体系极性影响,关于BZ204的具体用法可以参照BZ204的数据页。在含无机颜料或填料的高固体份封闭底漆中,使用BZ206和BZ205,不仅可以达到很好的分散性,还可以降低粘度从而获得极好的流平性,并提高了空气释放性。这一粘度的降低效果是由于无机颜料和填料完全解絮凝而造成的 。
防止浮色和发花
着色封闭底漆通常含有无机颜料或填料。为防止其发花和浮色,可加入BZ201和BZ203,作为控制絮凝分散剂。BZ206和BZ205为絮凝分散剂。
流动和流平
为了避免混淆,我们有必要把表面流动控制助剂和流平剂精确地区分开来,表面流动控制助剂保持漆在施工后的外观,并防止漆膜干燥过程中产生的表面张力不同。流平剂当施工方法引起漆膜表面的不均匀时,流平性可以提高整体的流变性并帮助流平。获得这种流平性一般不降低表面张力。
消泡——脱泡
在封闭底漆里建议使用高分子消泡剂和脱泡剂。也有用硅的消泡剂;喷涂施工中常常用BZ408,BZ410,BZ420,刷涂中常用BZ403,BZ404,BZ402。BZ407是最有效的硅消泡剂。但必须是在高剪力下加入。BZ420是专门设计用于无溶剂的UV涂料的消泡剂。
具有消泡性能之有机硅酮BZ402,BZ403,BZ404亦常用于封闭底漆中,以起到防止贝纳德旋涡和对控制表面德特殊效果。如果消泡效果不够强,则有必要与高分子型或硅类消泡剂并用。高分子脱泡剂与有机硅消泡剂(BZ405,BZ408,BZ401)混合使用,在多孔材料的封闭底漆中,脱泡剂如BZ404或BZ402与有机硅消泡剂BZ408和BZ410配合使用已被证实是有效的。脱泡剂将气泡带到漆膜表面来,在由有机硅消泡剂来破泡。
表面增滑和抗刮伤性
一般说来,所有的改性聚二甲硅氧烷类都会使涂膜表面的光滑性有所改善。而要获得最佳的表面光滑性和抗刮伤性,可使用BZ622,BZ623,BZ624.
热空气之敏感性
由于使用强制干燥,面漆涂布于热的低材上,在面漆上就会出现对热空气敏感的现象。热空敏感性也会出现于UV固化封闭漆上。在这种情况下也可以BZ603来降低其表面张力以解决热空气敏感性。
消泡剂的定向性
降低漆的表面张力可以使消光剂取得好的定向效果,使用BZ606,BZ618,BZ620,BZ616都可以取得最佳效果。对于难以消光的体系,使用有控制不相容的有机硅(BZ620,BZ623)可以帮助消光剂定向。
流平,表面流动控制
面漆固体含量越高,应该越少降低它的表面张力。这种情况下,可以使用聚丙稀酸酯BZ603及得到极佳的流平性。在UV固化漆中,可以使用BZ630,BZ633来克服可能产生的镜框效应。
溶剂爆泡
BZ612是特殊的混合溶剂,当用于喷涂施工高光聚氨酯漆时,能给予极佳的流平性及光泽,并可在干燥过程中防止溶剂泡及针孔。它还防止涂层表面过早的表干及提供均匀的溶剂挥发曲线。
 
 
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