| PCI杂志2015-05-01 - 2022年世界杯分组表

几十年来，降低涂料中挥发性有机化合物(VOCs)允许含量的法规一直对配方师构成挑战。这些螺丝还在继续拧紧。要求正在从“低voc”向“零voc”转变。即使允许使用VOC，水性涂料配方商的任务是创建性能与传统溶剂型涂料相匹配的涂料，不含烷基酚乙氧基酯(APEO)表面活性剂，或与传统聚结溶剂相关的气味。随着这些外部驱动的变化，涂料公司正在寻求通过产品线合理化和多用途、广泛用途组件的鉴定来简化库存成本。随着涂料的发展，传统的解决问题的技术，如矿物油消泡剂，被发现不那么有效。2022世界杯八强水位分析这个问题在低颜料体积浓度(PVC)、高光泽涂料中尤其明显。作为回应，配方商正在转向替代技术，如聚合硅氧烷消泡剂，以达到混相和泡沫控制的新平衡。2022世界杯八强水位分析

这篇文章着眼于影响设计和选择符合涂料配方的泡沫控制剂的因素。

背景

在一般工业泡沫控制讨论中，添加剂可分为两类:

防泡沫剂，防止泡沫形成;而且
消泡剂，在成型后消除泡沫(在制造过程中特别有用)。

对于涂料行业，我们专注于:

宏观消泡剂用于表面的大泡沫;而且
用于包裹在液体涂层中的小气泡的微型除氧器。

在实践中，这四个实用程序的应用可以重叠。作为消泡剂使用的添加剂可能破坏初始泡沫的形成，用于减少大泡沫的材料也可能减少微泡沫。为了本讨论的目的，术语消泡剂和消泡剂将互换使用。尽管存在这种重叠，但对涂层泡沫问题没有普遍的补救措施。各种各样的涂层配方消除了这种可能性。虽然我们寻求各种配方的共性，但添加剂必须经常量身定制以满足特定需求。

许多行业依赖于泡沫控制技术，但对大多数行业来说，消除泡沫是唯一的考虑因素。2022世界杯八强水位分析涂料行业则更为复杂。除了减少泡沫，配方商还评估添加剂是否会产生其他问题，如薄膜缺陷、附着力和光泽损失，以及对流动和流平的影响。一种添加剂可以消除泡沫，但会产生针孔、弹坑或润湿性差，只不过是把一个致命的缺陷换成了另一个。

如前所述，在涂料制造、包装和应用过程中形成的泡沫类型影响了泡沫控制技术的选择。当涂料中的表面活性剂稳定了大气泡并上升到表面时，涂料表面就会产生泡沫状的泡沫泡沫。微泡沫本质上是液体涂层相中夹带的小气泡(图1)。初级相(液体或气体)的亲和力决定了消泡剂的选择。

所有的消泡控制都是为了达到一种微妙的兼容平衡(图2)。完全不兼容的材料可以在低水平上有效和持续地减少泡沫，但不兼容可能会在涂层膜中产生表面缺陷。完全兼容的添加剂会产生最小的缺陷风险，但会是一种不那么有效的泡沫控制剂。

理想的泡沫控制剂应该在油漆生产的多个阶段(研磨、下放和包装)起作用，对其他性能性能的影响最小，并提供在罐内的长期持久性。此外，应在各种涂层系统中看到有效性，并有效地提供所需的性能。

几十年来，矿物油基消泡剂一直是水性涂料消泡技术的主力。这些产品由矿物油与二氧化硅、蜡和表面活性剂复合而成。该技术具有良好的表面消泡效果、经济的使用成本和广泛的用途，为行业提供了良好的服务。尽管这些材料很有用，但它们确实有缺点，例如对表面张力几乎没有影响，以改善润湿性，有限的相容性，这可能会产生雾霾和光泽降低，最值得注意的是，在合规配方中的有效性降低。

在选择或开发泡沫控制剂时，有必要了解泡沫控制剂的结构/性能关系，并与涂料成分达到适当的相容性平衡。涂料和添加剂配方需要考虑聚合溶剂的水平和极性，PVC和预计应用于涂料的剪切(图3)。

如果这些因素都很低，建议使用亲水消泡剂。对于高极性、高pvc或高剪切的涂料，疏水消泡剂是更好的选择。由于这些因素和其他因素差异很大，产生了无数的涂料配方，没有通用的泡沫控制剂存在。

硅树脂的案例

泡沫控制是硅胶技术的一个关键用途。除了涂料行业，从洗发水、洗涤剂、泡沫椅座、啤酒、汽油、抗酸剂，到各种各样的化学过程，硅胶技术已被应用于日常生活的许多方面的泡沫控制。在涂料行业，有机硅消泡剂比有机消泡剂有几个优点:

有效剂量比有机消泡剂低得多，导致使用成本显著降低;
比有机消泡剂更持久;
在发泡介质中较少的相互作用，导致较少的兼容性问题。

传统的硅酮泡沫控制添加剂已经在市场上销售了几十年。这些是基于聚二甲基硅氧烷(PDMS，或硅油)的乳液;它们具有较低的表面能，并通过在气泡表面聚集疏水性硅油液滴来工作。尽管PDMS泡沫控制剂非常有效且价格低廉，但这些乳液产品对剪切和溶剂敏感，导致有机不相容硅油的释放，在涂料应用中，会产生缺陷，降低光泽度并抑制重涂。因此，这些不应成为涂料应用中泡沫控制的最初重点。

尽管有这些问题，这类材料有它的优点，仍然被广泛使用。聚二甲基硅氧烷可作为整齐的液体，乳液，粉末和化合物(与疏水二氧化硅)。

有机硅化学允许广泛的聚合物结构，这影响亲水性，有机相容性和物理性能。特定的有机硅共聚物为涂料行业提供量身定制的性能。这些涂料设计的产品可作为:整齐的聚合物，溶液，乳液和化合物。主要的有机硅技术是有机硅-聚醚共聚物。

硅聚醚技术为聚合物结构提供了很大的空间。在聚合物设计中可以利用7个不同的因素(图4,a-c和W-Z)，影响分子量、亲水性、有机混相、粘度和极性。对聚合物结构的调整考虑到设计的性能，改善流动，流平，摩擦系数，抗损坏，湿润和泡沫控制(消泡或促泡)。这些聚合物可以被设计成自乳化和剪切稳定的。

作为消泡剂，可调节的极性，水溶性和有机相容性平衡消泡，表面缺陷和罐内稳定性。

测试新型泡沫控制剂

实现泡沫破坏所需的不相容性和均匀成膜所需的相容性是特定于每种涂料配方的不稳定平衡。预测模型，由于无数可用的配方选项和相互作用，目前还不存在。理论和假设不能取代实际的绩效数据。除了确定泡沫控制候选材料的结构/性质关系所需的传统实验学科设计之外，对候选材料的评估也带来了一系列挑战。

没有任何测试协议能够完全反映影响特定应用程序的所有独特条件和变量，但是实验室过程不应该导致实验室条件和实际条件之间的差异。实验消泡试验方案由涂层体系、添加剂掺入、曝气和膜层评价四部分组成。挑战在于创建一个能够反映应用条件并区分泡沫控制候选的测试协议。

涂层系统

粘合剂的选择通常取决于应用需求，如耐候性(聚氨酯)、耐腐蚀性和耐化学性(环氧树脂)或成本(聚乙烯醇)。用于创建这些粘合剂乳液的表面活性剂是泡沫生成的主要贡献者。表面活性剂添加剂，作为解决问题的添加剂(例如，润湿)是其他组分相互作用的次要考虑因素。虽然在完整的最终涂料配方中进行评估是最优的，但可以从直接在树脂粘合剂中筛选抗泡沫候选材料中学到很多东西。少量添加染料或颜料膏有助于最终评价胶片。由于需要广泛的用途，建议在多种标准的主力树脂体系中进行评估。

添加剂公司

由于硅酮泡沫控制添加剂的效率，建议使用水平通常低至0.05 /百树脂(phr)。准确和精确的添加泡沫控制候选人可能是有问题的实验室规模(一滴变化是显著的)。为了提高可靠性，候选材料首先以1%的浓度与树脂粘合剂结合。母料在搅拌轮上滚动一夜。然后将这些浓缩物以指定的低水平添加到对照涂料中，并再次滚动一夜，以确保一致的掺入。