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脱气剂与消泡剂的区别及应用

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2020-11-27     浏览次数:    

通过此次南京展会中同客户的沟通以及近期业务员反映的问题中了解到,多数客户对脱气剂与消泡剂的理解存在误区,认为二者是同一类型助剂。随着原材料价格不断上涨,客户考虑到成本问题,逐渐改用聚酯-HAA体系产品,在向客户推荐产品及应用配方时,针对遇到的问题给客户建议适当的方法尤为重要。下面对脱气剂与消泡剂的区别及应用方法做简单的介绍:

1、脱气剂(除气剂)

脱气剂(除气剂)是当粉末涂料熔融流平成膜时,使粉末涂料中含有的空气、水分和粉末涂料交联固化反应时所产生的小分子化合物等挥发物质脱逸而出,并使脱逸出小分子化合物的针孔得到及时弥补,避免涂膜产生细小针孔或毛孔等弊病(如图1)的助剂。这种助剂是粉末涂料中常见的助剂之一,一般粉末涂料配方中都会添加。

在粉末涂料中常用的脱气剂是苯偶姻,又称二苯乙醇酮(俗称安息香)。安息香是白色或浅黄色无味晶体,熔点在133-137℃,沸点344℃,微溶于水和乙醚,溶于热丙酮和乙醇;其缺点是在高温下易引起涂膜泛黄。为了克服安息香的缺点,目前已经研发出在烘烤固化条件下,不易黄变的改性安息香和蜡型的脱气剂。

在添加安息香的粉末涂料中,粉末涂料熔融流平时气泡的收缩非常快,涂料黏度尚未发生变化,几乎所有的气泡都会消失;而不加安息香时气泡的收缩非常慢。安息香的脱气机理是安息香消耗气泡中的氧气,使气泡直径减小,从而导致气泡内部压力升高使得氮气在聚合物中溶解速度加快,从而使气泡直径减小。安息香在120℃开始气化是安息香具有脱气作用的另一个重要因素。

试验和生产实践的结果表明,在粉末涂料交联固化过程中,产生小分子化合物的涂料品种都需要加脱气剂。一般环氧、环氧-聚酯、聚酯和聚氨酯粉末涂料中加脱气剂是比较合理的,这是因为粉末涂料在生产和使用过程中存在容易吸潮等问题。在环氧无光和亚光粉末涂料中,不加安息香等脱气剂时也不容易产生毛孔等弊病,其原因还不能解释清楚,也可能是涂膜表面不像高光光滑,有些涂膜缺陷不明显而产生的感觉。

目前安息香还是最常用的脱气剂,在粉末涂料中的用量为成膜物总量的0.5%左右,可根据粉末涂料品种和组成在一定范围内适当调整。在聚酯-HAA(羟烷基酰胺)粉末涂料中,考虑到安息香对涂膜泛黄性的影响,它的用量控制在成膜物总量的0.3%左右,尽量降低使用量。另外,也可使用合成蜡型平滑脱气剂,用量在粉末涂料配方总量的1%左右。

      

         图1

       

            图2 

2、消泡剂

在粉末涂料配方中,消泡剂的作用是对被涂物(工件)表面有砂眼或针孔的铸铁、铸铝、热镀锌钢板和热轧钢板等进行粉末涂装时,为了防止涂膜产生质点(颗粒)或火山坑等弊病(如图2)而添加的,也就是为了防止涂膜产生气泡而添加的助剂。

当有砂眼或针孔的铸铁件、铸铝件、热镀锌件或热轧钢板进行粉末涂装时,在烘烤固化过程中,粉末涂料熔融流平的同时,封闭被涂物表面的砂眼和针孔。随着被涂物温度的升高,被涂物砂眼和针孔中的空气就膨胀,同时内部压力也不断升高。当内部压力略大于熔融涂膜强度时,内部空气就胀破涂膜形成小气泡逸出。因为粉末涂料在成膜过程中进行固化反应,涂料熔融黏度不断提高,最终成为固体状的涂膜,所以当小气泡中的内部压力达不到胀破涂膜的能量时,这些小气泡就形成突出于涂膜表面的质点或颗粒(砂粒);当小气泡中的内部压力足够胀破涂膜的能量时,小气泡就会破裂,里面的空气就跑到大气中去。如果这时的涂膜已经失去流平性,不能弥合空气跑出的小气孔,就会形成典型的有火山坑的质点或颗粒(如图3),成为涂膜严重的弊病。 

                                                                           图3          

如果在粉末涂料中添加消泡剂时,消泡剂可以降低粉末涂料的熔融黏度,同时也降低涂料的表面张力,使被涂物表面砂眼和针孔中受烘烤温度影响压力升高的空气,很容易胀破流平的未固化的涂膜跑到大气中,同时逸出气泡的涂膜空隙也能够很容易弥合流平,使涂膜避免产生质点和颗粒,或者产生有火山坑的质点或颗粒。

因为水性涂料和溶剂型涂料的消泡机理和粉末涂料的消泡机理完全不同,所以水性涂料和溶剂型涂料中使用的消泡剂不能直接用到粉末涂料中。由于粉末涂料的特殊性,在粉末涂料中使用的消泡剂品种没有像水性涂料和溶剂型涂料中那么多。

 

参考配方:

  

原料名称

质量(g)

质量(g)

9104

576

/

9104DL

/

570

HAA(ZJ552)

24

30

流平剂

10

10

光亮剂(701)

/

10

钛白粉

200

200

高光钡

180

170

安息香

3

3

脱气剂(除气剂)

5

5

消泡剂

2

2

合计

1000

1000

 

参考文献:

[1]南仁植.粉末涂料与涂装技术[M].北京:化学工业出版社,2014.5

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