水性涂料的新硅胶Foam-Control代理| PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

环境担忧挥发性有机化合物的水平(挥发释放到大气中施加了压力,生产水性涂料行业替代品,几乎所有类型的solventborne涂料。188BET竞彩水性涂料的使用继续增长,那么要求更快的生产时间和应用程序的速度。这些压力加剧水配方,泡沫生成一个固有的问题。

许多不同类型的有机硅树脂的foam-control聚合物,化合物,乳剂和乳液用于对抗泡沫,并选择合适的一个,它的使用水平和整合方法为一个特定的涂料或油墨配方可以相当的任务。除了有效的泡沫控制,消泡剂的相容性的油墨或涂料配方必须平衡,以避免坑或鱼眼等表面缺陷。硅树脂的消泡剂及其性能在选定的应用程序将在这篇文章中,复审特别强调聚合silicone-polyether foam-control代理。

泡沫的原因

泡沫稳定的气体分散在液体培养基中,当表面活性剂层周围形成气泡,乘火车。空气可以被纳入一个涂料混合在聚合物/颜料研磨和失望的步骤,通过泵在包灌装或剪切或喷洒在应用程序。有效预防或减少foam-control代理是有益的在许多常见涂层等问题:

体积增加在失望和混合步骤导致溢出;

慢package-filling利率由于低效的泵;

航空公司在运输和处理;

印刷机的速度慢或低压力在喷涂;

表面缺陷在涂层基质导致可怜的外观,减少光泽或少衬底的保护。

稳定的泡沫发生表面活性剂存在时,气泡周围形成一个界面层中携入的涂层介质。不幸的是,表面活性剂是水性配方,因为他们的基本要素作为高分子乳化剂绑定函数,作为颜料和填料、分散剂、润湿剂涂层的修改传播特征。此外,分散和混合阶段制造过程中导致截留的空气。如果造成泡沫的物理和化学条件无法改变,增加foam-preventing或foam-destroying代理配方设计师是最好的选择。

图1 /消泡机理的示意图显示进入,桥接,去湿和破裂的泡沫Wall1

Foam-Destabilization机制

Foam-control代理可以分为消泡剂或消泡器。虽然这两个术语经常可以互换,严格说来,消泡剂防止稳定泡沫的形成,而消泡器行为不稳定已经存在泡沫。Foam-control代理函数通过多种机制来防止或者foam1破裂。个人消泡剂效率是由三个关键因素:

低表面张力,这样它就可以被均匀分散在整个配方;

渗透能力泡沫壁(或薄片)。

Foam-control代理或消泡器必须不溶于发泡介质。他们函数通过表面活性比表面活性剂稳定的泡沫,这样他们能够进入潜在的泡沫液体的表面层次,从气体/液体界面取代它。现在的混合表面活性剂层防止分子和展览低弹性的密切联系。随机的存在,高表面活性,不溶性分子表面膜中断泡沫稳定通过马朗戈尼效应,因此发泡是预防。

消泡剂破坏水泡沫的四个基本过程是:进入,桥接,去湿和断裂如图1所示。这mechanism1建议滴消泡剂的泡沫薄片,他们提供一个点源第一个空气/水界面破裂,然后另一个。石油镜头然后形成,桥梁air-water-air泡沫电影。排水系统在石油镜头和泡沫膜发生直到最后膜破裂。热力学因素和表面性质影响foam-control机制和泡沫稳定性已经在文献中讨论。2、3高体积粘性系统,如配方含有增稠剂或粘结剂含量高,降低液体的位移的薄板和限制流动携入的空气泡沫。

东方表面活性剂在气液界面创建一个在薄板表面粘度高于大部分的电影可以阻碍排水。表面活性剂稳定的泡沫表面活性剂分子之间通过氢键和静电排斥在薄板。增加表面弹性,变薄的薄片,也阻碍液体引流和随后的泡沫崩溃。运动的表面活性剂层可以水抽回薄板进一步稳定(马朗戈尼效应)。

为什么使用硅树脂?

硅胶是指一个类材料的特点是Si-O-Si骨干。188金宝搏bet官网最简单的聚合物,有时被称为硅油,聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

(CH3) 3 sio - (Si (CH3) 2 o) n-Si (CH3) 3

n = 0 > 1000。

两个属性的硅树脂使其适合作为水foam-control代理商——他们非常疏水,因此,不符合水;他们也高表面活性,与液体的表面张力值大约20 mN / m。这两个属性确保硅树脂迁移到泡沫的空气/液体界面内涂层。

图2 /耙的一般结构和ABA硅胶聚醚

类型的硅树脂消泡器

最简单的硅树脂系统是PDMS孤单。众所周知,PDMS将迁移到表面的电影和保持。如果表面由macro-bubbles,可能会穿透泡沫薄片和传播,但其破坏泡沫的能力是有限的。PDMS的主要缺点是不溶性,很难分散在水系统中,几乎不可避免地会导致表面缺陷。聚二甲硅氧烷通常乳化或者当添加到水性涂料系统使用有机硅表面活性剂,协助提供foam-control代理和协助平整/润湿涂层应用。此外,一个疏水粒子可能被纳入流体然后使用或乳化协助消泡剂入口和随后的泡沫破裂。混合的PDMS和硅通常被称为有机硅化合物。经验表明,他们可能会导致一些问题;他们非常不符合发泡介质,这使得他们难以分散,但他们也不符合涂料的树脂粘结剂导致去湿干和干电影留下缺陷通常被称为鱼眼,独联体等。

分散的问题已经解决,但造成的问题不相容的PDMS干燥电影仍然需要解决。这已经通过的形式将修改PDMS silicone-polyether共聚物foam-control配方。反应性的共聚物合成硅氧烷和聚乙烯/聚丙烯乙二醇醚。一系列的结构是可用的,例如分支,阻止或吊坠共聚物。图2说明了聚醚的rake结构组都是吊坠的硅氧烷骨干和ABA结构聚醚组结束描述硅氧烷聚合物。通过改变亲水/疏水性有机硅聚醚的性质,这些材料可用于与PDMS液体和化合物如乳化剂和润湿剂消泡剂化合物或乳液的组成部分。188金宝搏bet官网有机硅聚醚与乙二醇也已制定形成容易整合分散体建筑涂料等应用程序,但它们也可以用来作为有效的消泡剂。潜在好处的高分子有机硅聚醚作为唯一的消泡剂在涂料或油墨包括:

Self-emulsifying容易并入水或极性涂层;

没有疏水颗粒分离或导致表面缺陷;

平衡有效的泡沫控制和良好的表面;

稳定的聚合物允许公司在高剪切下,允许使用在颜料/聚合物磨步骤除了点选择和增加灵活性。

图3 /消泡剂性能的平衡

今天,最有效的消泡剂配方通常包含PDMS、二氧化硅、silicone-polyethers、乳化剂和载波液体(通常是水)。foam-control代理的总体性能是一个平衡的属性:一方面不相容的活性材料,这是一个要求泡沫破坏但结果干膜在许多缺陷;188金宝搏bet官网另一方面和兼容性,这样可以最大限度减少去湿缺陷但呈现材料对泡沫不活跃。188金宝搏bet官网这些foam-control代理的制造商所面临的挑战是找到的材料会给正确的平衡的属性(图3)。188金宝搏bet官网

本文主要关注两个新的organomodified硅树脂开发以这样一种方式,它们的表面活性和选择不相容,发泡液体的溶解度。

在选定的配方

新型有机硅聚醚foam-control代理、有机硅聚醚# 1和# 2,在几个油墨和涂料配方进行评估。评估关注两个关键特性:抗泡沫性能的配方密度保持应用的外观和表面涂层。这两个属性进行评估后,高剪切混合使用溶解器叶片最大的航空公司。可用的地方,结果给出了不同类型的硅树脂相比,有机硅聚醚消泡剂。

图4 /搅拌后密度测量测试水性明显套印清漆

水性明显套印清漆

图4显示了不同的foam-control技术的性能在高剪切搅拌后清漆配方测试。高密度表明低内部气泡和泡沫控制好。控制没有消泡剂。系列的第一个产品是一个简单的基于PDMS乳液和硅;第二个产品是更多的制定和包含不仅PDMS和硅,硅聚醚帮助控制乳液的稳定性和兼容性。

可以看出,获得不同的泡沫控制依赖于类型的技术。有机硅聚醚# 1有效保留密度剪切后套印清漆配方相对于控制。

图5 /泡沫控制在水性柔性版油墨和表面外观

水性柔性版油墨

图5显示了有机硅聚醚# 1的结果相比,一个典型的PDMS复合乳液和水性有机硅聚醚复合柔性版油墨。控制没有消泡剂方面显示了良好的表面没有陨石坑形成由于一个不兼容的消泡剂的存在,但确实显示几个小孔由于许多裹入气泡出现在干墨膜。油墨的密度在3000 rpm剪切10分钟后也明显减少,只保留65%的原始体重同等体积的墨水。有机硅聚醚# 1被证明是有效的抗发泡密度比为1.0,0.2%使用水平和良好/最初接受的外观和墨水后两天40岁? C。10%活跃PDMS复合乳液添加2%按重量的公式实现平等的活性物老化后有效地控制泡沫最初和密度(0.8 - 0.95),但是导致了可怜的表面外观。有机硅聚醚化合物含有疏水性二氧化硅粒子被证明是非常有效的控制泡沫(密度= 1.0),但遭受明显的表面缺陷。

图6 /评价水性有机硅消泡剂的最下面的一层

水性木材镶木地板漆

表1显示了导致涂光泽的木器漆(g - 2170配方)。这一次可以看到最佳性能与有机硅聚醚# 2

图7

汽车水性明显最下面的一层

SPE # 2表现很好,重96 g / 100毫升和100 g / 100毫升0.2和0.1%使用水平,分别在2800 rpm剪切1分钟后使用溶解器叶片。几乎没有观察到当喷雾应用针孔。控制没有foam-control代理重达56 gms / 100毫升,和spray-applied电影显示出一些表面陨石坑。(参见图6)

结论

硅树脂的消泡剂显著发展以来第一次使用PDMS液体solventborne涂料和油墨。跟上配方的变化和环境的司机,有机硅消泡剂已经进化到包括各种交付系统和聚合物类型,以满足不同配方的具体要求。水性涂料和油墨,产品已经被扩大到包括小说硅胶polyether-based消泡剂,提供有效的泡沫控制平衡易于合并和良好的涂层表面在几个涂料和油墨系统。构建涂层是知,没有“普世”foam-control代理了迄今为止,因此,本文的作者恭敬地建议任何foam-control剂适宜性评估在一个特定的配方。

本文提出了在7日纽伦堡国会,欧洲涂料显示,德国纽伦堡。

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