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涂料在生產和使用中都會有氣泡產生,給生產和施工帶來不便和影響,氣泡中的空氣來源于生產過程中空氣的混入、涂料在應用中空氣的截留,化學反應產生氣體(如含異氰酸酯的涂料)。
氣泡在涂膜中產生空洞、針孔、痱子、火山口等表面缺陷。氣泡完全截留在涂膜中形成痱子,氣泡開口破裂,氣泡部分截留在涂膜中形成空洞,如針孔、火山口或通道。
氣泡的產生與液體體系的表面張力(γ)有關,在某一體系中輸入一定的機械功(如攪拌做功),體系則會產生氣泡,氣泡總的表面積與輸入的機械功和體系的表面張力有如下關系:
W=γ·A
式中:W——機械功;γ——體系表面張力;A——氣泡總表面積。
因此,在乳膠漆生產,尤其是彈性乳膠漆生產中,由于大量乳液、潤濕分散劑等的使用,降低涂料體系的表面張力,容易產生氣泡,氣泡生成后,泡沫的穩定與介質的粘度、涂料體系中的穩泡物質以及消泡劑的滲入與擴散能力息息相關,通常泡沫的穩定與下列因素相關:
1)氣泡膜板周圍液體的表觀粘度影響消泡劑的滲透、擴散和排液;
2)氣泡膜板表面活性分子層的靜電排斥力(庫侖力F=q1q2/r2)阻礙氣泡的破裂;
3)氣泡膜板層的吉布斯彈性(E=dr/dA)阻礙氣泡的破裂;
4)馬蘭哥尼效應阻止氣泡膜變形、恢復氣泡膜厚度與形狀,阻止泡的破裂;
第一項是高粘度因素對消泡的影響,高粘度阻擾消泡,低黏度有利于消泡;后三項為氣泡受到外界干擾氣泡膜變薄后,恢復氣泡膜厚度并穩定泡沫,阻止其破裂。從上述泡沫穩定影響因素分析,解決消泡困難問題,需要減弱體系穩泡因素,獲得低粘度漿料,為消泡創造條件。因此彈性涂料脫氣消泡與乳液、潤濕劑關系密切,它們含有氣泡和穩泡物質;而顏填料、分散劑等影響漿料制備的黏度,從而影響到氣泡的聚積與上升,最終影響到消泡;而消泡劑的強弱決定泡沫在涂料中脫出的徹底性。