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CARMOT消泡剂在导电涂层中的应用

消泡困难,是涂料研发和生产过程经常遇到的问题,让人头疼但又必须去克服。有人讲,消泡只需要加点儿消泡剂就解决了,其实当你解决一个起泡问题时,需要平衡考虑。


你平时遇到的涂料起泡问题,可能主要有这些方面:
· 高粘度液体固化剂在生产过程中脱泡困难,经常需要1-2天
· 粉末型异氰酸酯固化剂在制备水分散液时,看似源源不断的泡沫从液面冒出
· 在涂料施工的时候,由于气泡导致工程质量问题
· 水性涂料“起痱子”
· 色浆制备中产生大量气泡

产生气泡的原因,可能主要有以下几点:
①表面活性剂的添加
②树脂基料本身的原因,如分子量分布宽、乳化剂等
③基材因多孔吸附气体
④生产时机械搅拌带入空气泡
⑤双组份聚氨酯涂料产生的二氧化碳气体
⑥施工时机械设备带入的空气
⑦颜填料材料表面吸附的气体

众所周知的三种消泡理论:
(1)破泡理论
主要针对水性涂料体系,表面破大泡。
(2)脱泡理论
主要针对溶剂型涂料体系,微泡变大泡。
(3)溶泡理论
即杨-拉普拉斯理论公式,也是峰值气泡压力法检测液体表面张力的理论依据。
P内=P外+2δ/r
由以上公式推知,气泡内部压力P内恒大于气泡外部压力P外,一项2δ/r>0时结论成立。泡沫越小,其内部气体越容易外排,越排越小直至全部溶解;大小微泡之间互相碰撞,小微泡向大微泡排气,大微泡聚并成大泡,浮力上升气体从液面逃逸。

水性涂料为何难以消泡,主要原因分析和解决方法:
表面活性剂的添加,空气泡形成稳定的分布状态,破坏生产和施工。消泡剂的加入破坏原气泡。

主流消泡剂的化学构成:
活性颗粒☛硅油、二氧化硅、蜡、金属皂、高级脂肪醇等
载体☛矿物油、白油、植物油、水、聚醚多元醇、其它溶剂(烃类、含氧类)
乳化剂☛非离子低泡型,改善润湿性、分散性、相容性
其它助剂☛杀菌剂、流变剂、分散剂等

实验室消泡剂评估参考方法:
1、检测消泡性 
称取 200g 树脂,按照配方加入消泡剂,采用φ5cm 盘片以 2000rpm 高速搅拌 1min,在 100ml 玻璃量筒内立即倒入 50g 搅拌后的料液,观察玻璃量筒内的液面刻度。读数越低,消泡剂越有效。 
2、检测施工性 
将PET膜固定在淋涂架上,称取100g树脂,按照配方加入消泡剂,采用φ5cm盘片以2000rpm 高速搅拌 1min,立即均匀淋涂在 PET 膜上,干燥之后肉眼观察表面缩孔、流平、雾度。 利用细度板测试缩孔性。
3、检测存储稳定
将剩余料液置于 50℃的烘箱储存 2 周,再次测试消泡性,与初测消泡性作对比。

以下结合高耐磨导电涂层案例,说明消泡剂的涂层应用:
Ⅰ实验背景
以聚酯纤维编织物为基材,涂布特性涂层,赋予高耐磨性、高导电性。
Ⅱ实验方法
在制备过程中刮刀涂布的涂层具有难以消失的气泡,尝试使用消泡剂改善涂层表面气泡缺陷。
Ⅲ实验仪器设备
电子秤;多功能一体化搅拌机;刮板细度计;线棒;行程擦拭仪;电阻仪
Ⅳ实验操作

序号 原材料 数量 wt% 型号
1 去离子水 23.7  
2 分散剂 1.0 CARMOT DIS-2130
3 消泡剂 0.3 CARMOT F-8936
4 导电炭黑粉 3 TX-1025
5 润湿剂 0.3 CARMOT UL-352
6 PUD分散体 70 PUD1011
7 消泡剂 0.5 CARMOT F-8982
8 中和剂 0.2 AMP-95
9 缔合型增稠剂 1.0 TH2650
  总计 100  

按设定的检测配方,准备所需原料,按序号依次加入原料搅拌均匀,设置搅拌机转速在500-1200rpm之间,烘烤温度在130-150℃,烘烤时间2-3min,线棒5-10μm均匀涂布导电黑浆,待涂层干燥,进行电阻、耐磨性、粘度、细度、渗透性等参数的检测。
Ⅴ数据记录

电阻/Ω 耐磨性/次数 粘度η/cps 细度/μm 渗透性
1000 50 1000 100 均匀

Ⅶ实验结果分析
涂布聚酯基布,采用消泡剂CARMOT F-8982和F8936组合,得到均一无泡涂层,市场消泡剂A产品涂布的基材表面不均匀。将消泡剂进行组合,有效防止表面缩孔,促进均匀涂布,比单一消泡剂更加有效。


添加消泡剂在漆杯中静止30min后进行观察,消泡剂F8936+F8982对导电涂液具有良好的消泡作用,消泡剂A对导电涂液的消泡作用相对较差。

   
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