此外，无空气喷涂设备的使用提高了涂层效率，减少了浪费，但同时由于应用过程固有的剪切力，增加了空气的掺入。消泡剂技术随着涂料技术、VOC降低和应用设备的发展而不断发展。
矿物油消泡剂经济有效，但往往含有大量的VOCs。硅氧烷和有机硅消泡剂在低剂量时提供了更好的效果，但它们在涂层存储期间失去消泡性能，可能会增加诸如坑洞和重涂性差等缺陷，并且有时在涂层生产过程中难以合并。
氰特公司开发了一种新型聚合物消泡剂/除氧器，基于专利技术，优于传统消泡剂。它几乎是100%的活性，并提供强大的消泡和除氧活性，同时在涂层的保质期内保持有效性。此外，它提供了改善流动和流平性能的好处，并可用于涂料和颜料膏浓缩物。
消泡器理论
在许多工业过程中，为了获得预期的效果，会使用表面活性物质。例如，水性涂料组合物需要一系列的辅助产品和添加剂，例如分散水不溶性粘合剂的乳化剂，以及改善基材润湿性和颜料分散性的添加剂。然而，这些表面活性物质的一个不良副作用是，它们稳定了涂层组合物制备或应用过程中引入的泡沫。
谈到泡沫，人们必须区分大泡沫和微泡沫。大泡沫主要位于涂层表面，并被具有两个液体/空气界面的双层薄膜包围(双层)，而微泡沫发生在涂层薄膜内部(空气包封)，其特征是单一的液体/空气界面。这两种类型的泡沫也将消泡剂与除氧器区分开来。消泡剂主要对大泡沫有效，而除泡器抑制微泡沫。在实践中，术语“消泡剂”和“除氧器”经常被混淆，一些商业产品被优化以防止宏观和微泡沫。
这两种泡沫都会损害涂层的表面光学，导致表面不规则，降低光泽和透明度。微泡沫还会对涂层的保护性能产生不利影响，因为有效薄膜厚度会降低，小气泡可能会形成针孔。
消泡剂的作用是建立在对双层泡沫板的扰动基础上的。使用表面张力非常低的物质，因为它们不会被泡沫泡湿。稳定泡沫的物质远离消泡剂液滴，最终导致泡沫破裂。表面活性剂通常与消泡物质一起使用，以改善消泡液滴在气泡表面的扩散行为。
除氧器的作用模式尚不完全清楚，但关于这一主题已经发表了一些可靠的理论。(1)除氧器似乎可以在应用过程中防止微泡沫，同时减小喷涂涂层的液滴大小。(2)小气泡由于其较高的内部压力，更容易溶解在周围的液相中或与大气泡一起坍塌(Young-Laplace方程)。(3)因此，小气泡消失，而大气泡以较高的速度流向涂层表面(Stokes定律，适用于非垂直表面)。
杨-拉普拉斯方程是
Pin = Pout + 2s
r
其中pin为内压，pout为外压，s为表面张力，r为气泡半径。
斯托克定律(简化版)是
N ~ r2 /h
式中v为泡沫气泡的上升速度，r为气泡半径，η为流体的动态粘度。
另一种理论是指涂层中除氧物质的不相容性。由于这种部分不溶性，除氧器积聚在空气(气泡)/涂层表面，并置换泡沫稳定物质。
应用效果
现代应用技术，如无气或空气辅助无气，以及在一次应用中应用厚层涂层的愿望，向涂层生产商提出了除氧系统的挑战。无气喷雾不使用压缩空气。相反，在增加的流体压力(34到450巴)下泵送油漆
传统消泡器
矿物油、硅酮和改性聚二甲基硅氧烷被广泛应用于水性涂料。在较小的程度上，乙二醇和含表面活性剂的乙二醇混合物也用于消泡和除氧。矿物油和含有精细分散的蜡或二氧化硅颗粒的矿物油是有效的消泡剂，通常分布在某种类型的溶剂中，如矿物酒精，这有助于挥发性有机化合物。有机硅和改性聚二甲基硅氧烷可与或不与细分散颗粒一起使用。尽管它们在消泡和除氧方面都很有效，但有时很难在涂层中分散。此外，它们会重新团聚，造成弹坑、重涂和其他缺陷。
在改性聚二甲基硅氧烷的情况下，它们可以在涂层储存期间水解并失去效力。有机硅和改性聚二甲基硅氧烷通常都避免在汽车涂料等外观关键应用中使用。像矿物油一样，乙二醇和乙二醇表面活性剂混合物通常含有挥发性有机化合物。它们可以与水性涂层系统更加兼容，以减少潜在的缺陷，但从设计上看也可能不那么有效。
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新型消泡剂/除氧器
ADDITOL®XW 6544解决了传统消泡剂和脱脂技术的许多局限性。它使涂料配方商能够提高低voc，高粘度涂料的应用性能，用于通常困难的应用技术。这对于用于销售点(POS)着色机的涂料以及无溶剂颜料浓缩物同样重要。表1讨论了这种新型消泡剂/除氧器的物理性能。为了证明一些关键的好处，比较工作在涂料和颜料浓缩应用进行了讨论。
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2K水性环氧涂料系统的性能
根据表2的配方制备了一种2K水性环氧无气涂料。
为了测试几种不同化学成分的消泡剂，制备了一系列涂层。将该涂层涂在钢基体上，并测定了固化膜上针孔的数量。通过应用试验对消泡剂的性能进行了测试。不同的涂层使用无空气设备(SATA®shark™M 3227)，工作压力为7bar(对应于224 bar的喷涂压力)，喷嘴为46/50。
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基质为未经处理的钢板。涂层用于将薄膜厚度从60微米增加到200微米干膜厚度(dft，由byko-test 8500 basic Fe/NFe, BYK Gardner确定)。应用20分钟后，面板在70°C的烤箱中固化。这些面板在dft为120至140 μ m的区域检查针孔。确定了每dm²针孔的数量。结果如图1所示。
无溶剂，黑色颜料浓缩物的性能
根据表3中的配方制备了一系列无溶剂、水性黑色颜料浓缩液。与许多黑色颜料和其他高表面积颜料(如有机红色和蓝色颜料)一样，发泡和脱泡是困难的，并可能导致长时间的加工时间，颜料润湿性、絮凝性和颜料沉降性差。根据制造商的建议对几种消泡剂进行了评估，并在表3中进行了总结。
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然后，通过在研磨过程后直接测量玻璃筒中的体积，对表3中的颜料膏系列进行泡沫夹杂的评估。结果如图2所示。ADDITOL XW 6544与商业消泡剂和无消泡剂的颜料浓缩物(空白)相比，使用高表面积黑色颜料的无溶剂颜料浓缩物的脱泡效率大大提高。这可以通过研磨过程后颜料浓缩物的体积减少来证明，在研磨过程中稳定的泡沫较少。
结论及未来发展
ADDITOL XW 6544代表了一种新型的消泡剂/除泡器技术，可以改善外观和有效的消泡特性，特别是在低voc，高粘度涂料中采用无空气应用。此外，已证明ADDITOL XW 6544非常适合于无溶剂颜料精矿。未来的工作包括开发一系列用于高光面漆和透明漆的消泡剂。
更多信息，请访问www.cytec.com．
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