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涂料在生产和使用中都会有气泡产生,给生产和施工带来不便和影响,气泡中的空气来源于生产过程中空气的混入、涂料在应用中空气的截留,化学反应产生气体(如含异氰酸酯的涂料)。
气泡在涂膜中产生空洞、针孔、痱子、火山口等表面缺陷。气泡完全截留在涂膜中形成痱子,气泡开口破裂,气泡部分截留在涂膜中形成空洞,如针孔、火山口或通道。
气泡的产生与液体体系的表面张力(γ)有关,在某一体系中输入一定的机械功(如搅拌做功),体系则会产生气泡,气泡总的表面积与输入的机械功和体系的表面张力有如下关系:
W=γ·A
式中:W——机械功;γ——体系表面张力;A——气泡总表面积。
因此,在乳胶漆生产,尤其是弹性乳胶漆生产中,由于大量乳液、润湿分散剂等的使用,降低涂料体系的表面张力,容易产生气泡,气泡生成后,泡沫的稳定与介质的粘度、涂料体系中的稳泡物质以及消泡剂的渗入与扩散能力息息相关,通常泡沫的稳定与下列因素相关:
1)气泡膜板周围液体的表观粘度影响消泡剂的渗透、扩散和排液;
2)气泡膜板表面活性分子层的静电排斥力(库仑力F=q1q2/r2)阻碍气泡的破裂;
3)气泡膜板层的吉布斯弹性(E=dr/dA)阻碍气泡的破裂;
4)马兰哥尼效应阻止气泡膜变形、恢复气泡膜厚度与形状,阻止泡的破裂;
第一项是高粘度因素对消泡的影响,高粘度阻扰消泡,低黏度有利于消泡;后三项为气泡受到外界干扰气泡膜变薄后,恢复气泡膜厚度并稳定泡沫,阻止其破裂。从上述泡沫稳定影响因素分析,解决消泡困难问题,需要减弱体系稳泡因素,获得低粘度浆料,为消泡创造条件。因此弹性涂料脱气消泡与乳液、润湿剂关系密切,它们含有气泡和稳泡物质;而颜填料、分散剂等影响浆料制备的黏度,从而影响到气泡的聚积与上升,最终影响到消泡;而消泡剂的强弱决定泡沫在涂料中脱出的彻底性。