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          脫氣劑與消泡劑的區別及應用

          文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2020-11-27     瀏覽次數:    

          通過此次南京展會中同客戶的溝通以及近期業務員反映的問題中了解到,多數客戶對脫氣劑與消泡劑的理解存在誤區,認為二者是同一類型助劑。隨著原材料價格不斷上漲,客戶考慮到成本問題,逐漸改用聚酯-HAA體系產品,在向客戶推薦產品及應用配方時,針對遇到的問題給客戶建議適當的方法尤為重要。下面對脫氣劑與消泡劑的區別及應用方法做簡單的介紹:

          1、脫氣劑(除氣劑)

          脫氣劑(除氣劑)是當粉末涂料熔融流平成膜時,使粉末涂料中含有的空氣、水分和粉末涂料交聯固化反應時所產生的小分子化合物等揮發物質脫逸而出,并使脫逸出小分子化合物的針孔得到及時彌補,避免涂膜產生細小針孔或毛孔等弊病(如圖1)的助劑。這種助劑是粉末涂料中常見的助劑之一,一般粉末涂料配方中都會添加。

          在粉末涂料中常用的脫氣劑是苯偶姻,又稱二苯乙醇酮(俗稱安息香)。安息香是白色或淺黃色無味晶體,熔點在133-137℃,沸點344℃,微溶于水和乙醚,溶于熱丙酮和乙醇;其缺點是在高溫下易引起涂膜泛黃。為了克服安息香的缺點,目前已經研發出在烘烤固化條件下,不易黃變的改性安息香和蠟型的脫氣劑。

          在添加安息香的粉末涂料中,粉末涂料熔融流平時氣泡的收縮非???,涂料黏度尚未發生變化,幾乎所有的氣泡都會消失;而不加安息香時氣泡的收縮非常慢。安息香的脫氣機理是安息香消耗氣泡中的氧氣,使氣泡直徑減小,從而導致氣泡內部壓力升高使得氮氣在聚合物中溶解速度加快,從而使氣泡直徑減小。安息香在120℃開始氣化是安息香具有脫氣作用的另一個重要因素。

          試驗和生產實踐的結果表明,在粉末涂料交聯固化過程中,產生小分子化合物的涂料品種都需要加脫氣劑。一般環氧、環氧-聚酯、聚酯和聚氨酯粉末涂料中加脫氣劑是比較合理的,這是因為粉末涂料在生產和使用過程中存在容易吸潮等問題。在環氧無光和亞光粉末涂料中,不加安息香等脫氣劑時也不容易產生毛孔等弊病,其原因還不能解釋清楚,也可能是涂膜表面不像高光光滑,有些涂膜缺陷不明顯而產生的感覺。

          目前安息香還是最常用的脫氣劑,在粉末涂料中的用量為成膜物總量的0.5%左右,可根據粉末涂料品種和組成在一定范圍內適當調整。在聚酯-HAA(羥烷基酰胺)粉末涂料中,考慮到安息香對涂膜泛黃性的影響,它的用量控制在成膜物總量的0.3%左右,盡量降低使用量。另外,也可使用合成蠟型平滑脫氣劑,用量在粉末涂料配方總量的1%左右。

                

                   圖1

                 

                      圖2 

          2、消泡劑

          在粉末涂料配方中,消泡劑的作用是對被涂物(工件)表面有砂眼或針孔的鑄鐵、鑄鋁、熱鍍鋅鋼板和熱軋鋼板等進行粉末涂裝時,為了防止涂膜產生質點(顆粒)或火山坑等弊病(如圖2)而添加的,也就是為了防止涂膜產生氣泡而添加的助劑。

          當有砂眼或針孔的鑄鐵件、鑄鋁件、熱鍍鋅件或熱軋鋼板進行粉末涂裝時,在烘烤固化過程中,粉末涂料熔融流平的同時,封閉被涂物表面的砂眼和針孔。隨著被涂物溫度的升高,被涂物砂眼和針孔中的空氣就膨脹,同時內部壓力也不斷升高。當內部壓力略大于熔融涂膜強度時,內部空氣就脹破涂膜形成小氣泡逸出。因為粉末涂料在成膜過程中進行固化反應,涂料熔融黏度不斷提高,最終成為固體狀的涂膜,所以當小氣泡中的內部壓力達不到脹破涂膜的能量時,這些小氣泡就形成突出于涂膜表面的質點或顆粒(砂粒);當小氣泡中的內部壓力足夠脹破涂膜的能量時,小氣泡就會破裂,里面的空氣就跑到大氣中去。如果這時的涂膜已經失去流平性,不能彌合空氣跑出的小氣孔,就會形成典型的有火山坑的質點或顆粒(如圖3),成為涂膜嚴重的弊病。 

                                                                                     圖3          

          如果在粉末涂料中添加消泡劑時,消泡劑可以降低粉末涂料的熔融黏度,同時也降低涂料的表面張力,使被涂物表面砂眼和針孔中受烘烤溫度影響壓力升高的空氣,很容易脹破流平的未固化的涂膜跑到大氣中,同時逸出氣泡的涂膜空隙也能夠很容易彌合流平,使涂膜避免產生質點和顆粒,或者產生有火山坑的質點或顆粒。

          因為水性涂料和溶劑型涂料的消泡機理和粉末涂料的消泡機理完全不同,所以水性涂料和溶劑型涂料中使用的消泡劑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劑品種沒有像水性涂料和溶劑型涂料中那么多。

           

          參考配方:

            

          原料名稱

          質量(g)

          質量(g)

          9104

          576

          /

          9104DL

          /

          570

          HAA(ZJ552)

          24

          30

          流平劑

          10

          10

          光亮劑(701)

          /

          10

          鈦白粉

          200

          200

          高光鋇

          180

          170

          安息香

          3

          3

          脫氣劑(除氣劑)

          5

          5

          消泡劑

          2

          2

          合計

          1000

          1000

           

          參考文獻:

          [1]南仁植.粉末涂料與涂裝技術[M].北京:化學工業出版社,2014.5

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