任何观察孩子用吸管往饮料里吹泡泡的人都可以观察到，像水这样的纯液体是不会形成泡沫的。像牛奶这样的混合物会在饮料上方形成稳定的泡沫。被困在液体中的气体会形成气泡，这些气泡会移动到饮料的顶部，最终破裂。在涂层中，无论是在加工过程中还是在应用过程中，气体被困在液体介质中，都会在涂层应用时造成缺陷。生产中的泡沫会使加工和填充具有挑战性，而最终涂层中的泡沫不仅会造成视觉缺陷，而且会削弱涂层。

涂料中的泡沫会受到许多不同因素的影响:涂料本身的成分、涂料的制作方式以及涂料的应用方式。由于有这么多不同的影响因素在起作用，市场上没有一种银弹消泡剂可以消除每个系统中的泡沫也就不足为奇了。了解市场上可用的消泡剂的选择，以及每种消泡剂的优点和缺点，使配方商能够选择最佳的化学和加工条件，以避免泡沫造成的缺陷。

在液体涂层介质中，由于液相中的表面活性成分稳定了气液相之间的高表面界面，因此被包裹的泡沫是独特的。剪切是形成这些涂层所必需的，即使是最温和的涂层应用也会引入一些空气到系统中。这些涂料中稳定泡沫的物质也是赋予涂料所需的最终性能的物质，因此从水性或溶剂型涂料系统中去除所有稳定泡沫的成分是不合理的。相反，为了打破薄层并在涂层的整个生命周期内控制泡沫，设计用于消泡涂层的添加剂可以在涂层生命周期的每个阶段防止泡沫。

消泡添加剂的工作原理是将受控的不相容性带入系统。理想的消泡剂与散装介质不相容，它将移动到薄片并打破泡沫;与此同时，它也不是那么不兼容，它会在干燥的表面上产生微结构，并给出火山口的外观(图1)。化学和工艺上的微小变化将极大地改变涂层体系的正确消泡剂选择。

兼容性很重要

兼容性由几个因素决定。理想的化学性质是识别的第一个重要特征。矿物油消泡剂通常是最具成本效益的。这些消泡剂占了市场的很大一部分，可以提供足够的消泡。然而，使用矿物油消泡剂会对涂层产生一些不良影响。因为可以预期的光泽下降，矿物油消泡剂最适合于高pvc /低光泽配方。在使用矿物油消泡剂时，也会有油类残留物出现在涂层表面。

随着高光泽系统的普及，以及对更有效的消泡剂的需求，导致了更新消泡剂化学物质的扩展。有机硅消泡剂的成本更高，但可用于更敏感的涂料，因为当与色浆一起使用时，它们不会对光泽度或颜色接受度产生负面影响。

对高分子量聚二甲基硅氧烷骨架的可能修改使相容性易于修改(图2)。基于硅酮化学提供的各种可能性，可以以各种方式实现硅酮消泡剂所需的“特定不相容性”。用不同的有机侧链修饰基本有机硅链，可以控制相容性。这样，聚硅氧烷通过引入基于环氧乙烷的聚醚链(R)而变得亲水，从而在一般的极性体系中变得更加兼容。以环氧丙烷为基础的聚醚产生更多的疏水结构。

效率和可能性的大差异使有机硅消泡剂是一个非常有吸引力的选择。然而，在某些情况下，不需要使用有机硅化学材料。一些应用可能会犹豫在配方中使用有机硅，因为潜在的问题，可重涂性和表面滑移增加，这可以归因于有机硅。虽然你仍然可以摆脱这种低水平的化学反应，而且不会有太多的负面影响，但可以要求完全避免。在pH值极高或极低的情况下，硅酮添加剂也可能存在稳定性问题。硅酮消泡剂在pH值为5-9的范围内工作最好。在这个范围之外，评估第三种化学选择可能是有利的。

聚合物消泡剂的成本和活性高于矿物油消泡剂，但通常比硅基消泡剂便宜，当硅酮可能不适合纳入系统时，应考虑使用。聚合物消泡剂的可接受pH值范围比硅胶消泡剂的可接受pH值范围宽(3-12)。此外，处理聚合物消泡剂比硅树脂消泡剂更容易掺入。

随着配方继续变得更加复杂，消泡剂的组合也越来越复杂。找到合适数量的不兼容的正确产品，使其能够适当地消泡，而不会造成表面缺陷或光泽度降低等负面影响，需要测试和筛选。虽然涂料配方的发展继续导致消泡剂组合的扩展，消泡剂的新发展继续扩展产品的广泛兼容性的限制。

消泡剂合成的变化数量允许分化的巨大潜力，但也可以导致组合在某种程度上是平衡的，可用于多种配方。BYK-1781是一款设计良好的硅胶/聚醚比例的产品。该配方优化了相容性和效率的相互作用，并在最终涂层中产生高质量的性能。

BYK-1781的有机硅成分使产品在消除微泡沫方面具有出色的性能。在测试效率继续超过其他类似的化学产品。然而，对产品的特定修改可以防止高效/高度不兼容消泡剂通常可以看到的任何负面副作用。这消除了在其他有机硅消泡剂中可以观察到的任何光泽损失或表面缺陷倾向(图3)。BYK-1781的独特之处在于，这种性能适用于几种不同的水性涂料体系:丙烯酸、UV体系、聚氨酯、透明涂层、着色体系等。

疏水粒子的重要性

选择消泡剂的第二个因素是消泡剂中是否存在疏水颗粒(图4)。矿物油消泡剂中会含有疏水颗粒来破坏薄片。在活性较强的消泡剂中，可以加入疏水颗粒以延长消泡剂在成品涂层中的活性。疏水粒子表面粗糙。它们有助于降低消泡剂液滴的进入障碍。这就是所谓的“针效应”。当涂层被放置在架子上时，消泡剂会失去其有效性，因为活性成分会溶解到树脂中。疏水颗粒(二氧化硅、尿素或聚合物)不会轻易经历这一过程，可以帮助保持消泡剂的活性。

理解剪切

选择消泡剂的第三个因素是将消泡剂结合以获得最佳性能所需的剪切。用于制作涂层的剪切器将与消泡剂结合，并随着时间的推移使其相容。图5显示了如果消泡剂的掺入不正确会发生什么。如果在加工中使用过多的剪切，消泡剂会完全相容，消泡效果会丧失。如果剪切量过少，消泡剂就不会分散，会产生弹坑。消泡剂浓缩液比乳化消泡剂需要更多的剪切来相容，但也需要在涂层中加入较低的消泡剂才能看到效果。

最后一点在选择消泡剂时也是至关重要的。许多消泡剂将根据它们在配方生产过程中的位置进行分类。对于高效且需要更多剪切的消泡剂，可能需要在研磨阶段或磨基中将其添加到配方中。消泡剂可能更容易处理，但效果较差，可能建议在放水或低剪切时添加。

一个简单的实验就可以证明这种影响。在不同的剪切条件下，可以通过将磨基消泡剂和降消泡剂合并到同一个系统中进行筛分。表1总结了掺入过程中剪切对性能的影响。数据表明了一些事情。磨基消泡剂的密度较高，表明其效率高于降压消泡剂。你还可以看到，更好的掺入消泡剂变得更加相容。这稍微降低了效率，但对防止表面缺陷有更大的影响。消泡剂在消泡剂性能上有更多的变化。在这里，更多的剪切进一步乳化消泡剂到体系中，可以注意到性能下降。由于不需要从表面缺陷的角度提高相容性，这导致更多的消泡剂添加到配方中，以实现类似的性能。 This is important to keep in mind when moving a formulation from lab bench to production batch. Changes in blade speed or vessel diameter can alter the shear and change the performance of the defoamer.

扩大

在许多情况下，转移到生产可能是涂料配方的最大障碍。这通常是因为所有可以在实验台上控制的因素都转移到固定的锅、刀片和搅拌速度上。正如我们所演示的那样，这可能会导致消泡剂性能出现问题，并且可能会使寻找正确的产品具有挑战性。继续开发像BYK-1640这样的新产品来解决这一常见问题。这种新型聚合物消泡剂适用于30-85 PVC范围的水性系统。化学成分可以很容易地结合在研磨基地和让下来。与所有消泡剂(包括硅酮、硅酮乳液和矿物油)相比，当加入消泡剂时，它可以提供有效的消泡。图6显示了消泡剂筛选的测试结果，评估了不同粘结剂体系中不同消泡剂的化学性质。

结论

使用正确的消泡剂将导致许多预期的效果，在最终的涂层性能。首先，泡沫将被消除，外观将处于最佳状态。还有额外的好处。例如，涂层的耐久性可以通过消除泡沫来提高。如果表面没有坑洞或泡沫痕迹等缺陷，污垢的附着倾向也会降低。虽然在配方中使用的消泡剂的量可能很小，但在开发过程中所做的工作以及它所提供的性能可能是很大的。