行業問答

有機硅消泡劑原理與指南在涂料油墨工業中，氣泡問題通常來源于以幾種途徑：第一，涂料中的顏填料中所吸附的空氣；第二，漆膜固化的副反應產生的反應泡；第三，涂料的生產與施工過程中帶入的機械泡；第四，多孔底材中所吸附的空氣在施工過程中被釋放所帶來的氣泡。通常，在一個由純凈液體組成的體系，泡沫即使生成也無法長期穩定存在，很快就會在重力的作用下自發破除；而一旦在體系中含有一些表面活性助劑，則氣泡就有可能在表面活性劑的幫助下長期穩定存在，從而帶來各種泡沫問題。要解決上述各種原因引起的氣泡問題，除了選擇合適的原材料盡量避免產生氣泡以外，添加各種類型的消泡劑是涂料油墨工業中解決泡沫問題的主要手段。 按照目前公認的消泡理論，一個化合物如果能夠被使用作為某個體系的消泡劑，須要滿足兩個條件：第一，是它要和所應用體系不相容；第二，它要具有比所應用體系更低的表面張力。常見的涂料油墨體系都是一些中等極性體系故極性較低的非硅樹脂都可以作用涂料油墨用消泡助劑。相比較而言，由于有機硅助劑的表面張力相對更低，在體系當中一般傾向于在表面 分布，故有機硅助劑更多的被用作消泡助劑，而非硅助劑由于表面張力相對高一些，可以在體系內部到表面都有所分布，故更多的在體系內部起作用，常被用作脫泡助劑。另外消泡劑的消泡能力也取決于不相容性則取決于消泡劑的極性和分子量兩個因素，對于通常的涂料用樹脂而言，消泡劑分子的極性越低，分子量越大，則它與樹脂的不相容性越高。 由于有機硅化合物的低表面張力以及與大多數涂料用樹脂體系不相容的特點，在涂料工業中，有機硅消泡劑被大量的使用。通常有機硅化合物可以用如下結構來表示，其中R為各種有機官能團（比如芳香基、烷基、氟碳基、聚醚、聚酯官能團）等等，當n=0 ，所示結構即是二甲基硅油，當n0, 所示結構為性硅油。隨著R基團的不同，所得到的改性硅油消泡劑的性能也不相同，當R為烷基、苯基，聚醚等有機基團時，所得到的改性硅油比二甲基硅油有更好的相容性，消泡能力會適當下降，而使用安全性大大提高；當R基團是含氟基團時，所得到的消泡劑即為氟改性有機硅消泡劑，其消泡能力與二甲基硅油相比較大大加強，同時使用安全性則隨之降低。 由于大多數有機硅消泡劑的表面張力均非常低，故他們往往可以在很少的添加量的時候就能起到極為優異的消泡效果，而在達到足夠的消泡效果的時候的添加量往往還不足以引起體系透明度的明顯變化，故有機硅消泡劑經常被廣泛使用在高透明體系并保持良好的消泡效果。 同樣是由于有機硅消泡劑的低表面張力，在涂料體系中，與體系不相容并且具備極低表面張力的物質往往是引起漆膜弊病的主要原因，故對于有機硅消泡劑的使用方面，使用安全性的問題常常成為工程師最需要關注的問題。另外由前所述，由于有機硅消泡劑消泡的高效率，在達到足夠消泡能力的時候，添加量往往仍然很低，這時候相容性往往并沒有明顯的變化，但是即使如此，漆膜弊病仍有可能出現，也就是說使用有機硅消泡劑特別是強消泡能力的有機硅消泡劑的時候有可能在相容性很好的時候出現漆膜弊病，故在選用一些高消泡能力的消泡劑特別是有機硅消泡的時候，需要十分注意其在所測試體系里面的使用安全性。 對于水性涂料體系，隨著現代水性涂料工業的發展，常規的以礦物油為基質的消泡越來越不能滿足要求，隨之而來的是有機硅消泡劑被越來越多的應用到水性涂料體系當中。通常可用于水性涂料體系的有機硅消泡劑分為乳液型與硅油型兩大類，其中乳液通常是由硅油在乳化液，從而進行消泡的。乳化液型消泡劑的優勢在于本身已經通過乳化分散成有消泡作用的小液滴了，故在使用的時候不需要進行研磨可以直接使用。而硅油型的消泡劑由于含量高，有添加量小的特點，并且可以通過調節硅油的水溶性來調節其消泡能力。并且硅油型 消泡劑在消除微泡方面比乳液型消泡劑有更大的優勢。