乳胶漆施工的几大因素分析.doc

影响乳胶漆施工消泡的几大因素分析2011/6/21/8:35来源：涂料与涂装资讯网胡中源，邹鹏（北京展辰化工有限公司，北京101105）摘要：分析了乳胶漆各种成分、生产工艺及各种施工工具和方法、施工底材等对乳胶漆施工消泡性的影响。 关键词:乳胶漆；施工；消泡性能0.前言在乳胶漆的生产和施工过程中，将不可避免地带入空气，细粒般的空气分散到乳胶漆中就形成了气泡，而乳胶漆中乳液乳化剂、润湿分散剂以及增稠剂等表面活性物质的存在又增强了气泡的稳定性。传统观念认为，影响乳胶漆消泡性的原因就是消泡剂。毫无疑问，消泡剂是影响乳胶漆消泡性能的重要因素，但是实际上影响乳胶漆气泡产生和破灭的并不仅仅是消泡剂的原因。本文重点从乳胶漆各成分、生产工艺、施工底材、施工工具等几个方面分析影响乳胶漆施工中消泡的因素。1.乳胶漆中各组分对消泡的影响1.1助剂的影响1.1.1消泡剂谈到消泡问题自然首先是消泡剂，根据消泡剂的消泡原理，消泡剂一般可分为抑泡型消泡剂和破泡型消泡剂。抑泡型作用是抑制体系泡沫的产生，其作用机理是抑泡分子进入分散体系的表层，并将气-液界面的活性物质部分取代，这样形成的混合表面助剂层，可防止液体分子的聚集并使液层呈现低的弹性从而消除气泡生成的可能。因此作为抑泡型消泡剂应具有低表面张力、扩张性、不溶性的特点。破泡型消泡剂，这类消泡剂的原理是能够快速润湿气泡的表面膜，并且沿膜表面扩散使得气泡液膜变薄并最终破裂。现在常用的消泡剂一般多是抑泡和破泡复合型的。关于消泡剂的选择，本试验采用比重法，测试方法如下:采用一支内墙中低档65%PVC的苯丙体系乳胶漆做基础漆，首先做不加消泡剂的空白漆，测比重然后分装。分别加入不同公司的消泡剂，加入量为0.2，小分散机3000r/min分散10min，在不同情况下测比重:3min内即刻测；放置24h后测；放置48h测；50烘箱中热贮存7d测；补加0.15消泡剂1000r/min分散24h后测；放置24h后加30水长毛滚筒滚涂测消泡时间。试验结果如表1。表1消泡剂试验结果 点击此处查看全部新闻图片注:原始空白浆料比重为1.412g/mL。通过表1数据可以看出，不同公司的消泡剂其侧重点是不同的，消泡的效果也不同，其中B是一种特殊复合强消泡剂，无论是抑泡还是消泡都是最好的，但是价格较贵，且刮板时有少量油窝，故不采用。综合考虑，选取抑泡效果好的E作为前期打浆抑泡剂，H因为具有消泡持久和破泡速度快的特点作为后期加入的破泡剂。所以在乳胶漆中使用消泡剂时可以采用具有较好抑泡效果的硅油类消泡剂作为前添加的消泡剂，选用破泡速度快的有机硅类消泡剂作为后添加的消泡剂。1.1.2润湿剂润湿剂是对乳胶漆消泡性能影响的另一个重要助剂，本试验还是采用上述内墙中低档65%PVC苯丙体系乳胶漆作基础漆，选择消泡剂为E和H，添加量为打浆前添加E0.2%，调漆阶段添加H0.15%，润湿剂分别是高HLB值17.5的润湿剂和HLB值14低起泡性润湿剂和一支HLB值14的普通OP类润湿剂，分别加入:HLB值17.5添加0.1%；HLB值17.5添加0.2%；HLB值17.5添加0.3%；HLB值14低起泡型添加0.1%；HLB值14低起泡型添加0.2%；HLB值14低起泡型添加0.3%；HLB值14的普通OP类润湿剂添加0.1%；HLB值14的普通OP类润湿剂添加0.2%；HLB值14的普通OP类润湿剂添加0.3%；空白样。分别通过比重法测试其对罐内消泡性的影响，通过采用长毛滚筒在一种特别疏松腻子上施工1m2面积测试破泡时间和板面效果，结果如表2。表2润湿剂试验结果 点击此处查看全部新闻图片由表2试验数据可知，润湿剂种类和添加量相对罐内消泡效果差别不大，但是对乳胶漆的施工消泡具有较大影响，在苯丙体系亲水的高HLB润湿剂相对比普通的OP类低HLB值的润湿剂更不容易起泡，而在相同HLB值的情况下，特殊低起泡润湿剂具有较好的效果。在添加0.1%量不多的情况下润湿剂对乳胶漆施工起泡性的影响不大。1.1.3增稠剂的影响本试验采用前面选好的消泡剂，添加量为打浆前添加E0.2%，调漆阶段添加H0.15%，润湿剂选择HLB值14的低起泡润湿剂添加0.2%。增稠剂为常用的3种增稠剂，中等分子量的羟乙基纤维素HEC增稠剂，能提高中低剪切黏度的疏水改性缔合型碱溶胀的HASE增稠剂和提高中低剪切黏度的聚氨酯HURE增稠剂。考虑到疏水改性缔合型碱溶胀的HASE增稠剂和提高中低剪切黏度的聚氨酯HURE增稠剂对水相增稠不明显，必须有较多的乳液提供缔合点，所以选择了一个PVC为45%的中等PVC苯丙体系基础漆，黏度做到相同的98100KU，在不同情况:HEC加0.42%；HASE加0.7%；HURE加了0.9%，采用长毛滚筒在一种特别疏松腻子上施工1m2面积，测试破泡时间和板面效果。施工时测试结果如表3。表3增稠剂试验结果 点击此处查看全部新闻图片表4乳液试验结果 点击此处查看全部新闻图片通过表3可见，采用3种增稠剂做到相同的黏度时，由于它们的增稠效率的区别，添加量有所不同。其中HURE由于对水相增稠不明显，分散时黏度低，带入的气泡较多，所以比重较低。施工时虽然HEC做的大泡多，但是由于HEC保水性好，干燥时间慢，最终的板面效果比HASE的好，加HURE的由于高剪切黏度高，施工中滚筒带起的大气泡少，并且流平最好，最终板面几乎看不到气泡破后留下的痕迹，板面效果最好。由分析可以得出，改善流平性和增强保水性延长干燥时间都有利于施工时最终的消泡效果。1.1.4乳液的影响本试验选取目前常用的乳液:苯丙乳液；醋丙乳液；醋叔乳液；乙烯-醋酸乙烯乳液VAE；纯丙乳液。为了采用前面选好的消泡剂添加量为打浆前添加E0.2%，调漆阶段添加H0.15%，润湿剂选择HLB值14的低起泡润湿剂添加0.2%，为了减少因为增稠效率不同导致黏度偏差太大，全部采用中等黏度羟乙基纤维素。配方还是采用内墙中低档65%PVC（为了试验方便所有乳液的添加量相同，故PVC可能略有偏差），依然采用长毛滚筒在一种特别疏松腻子上施工1m2面积测试破泡时间和板面效果，测试结果如表4。由试验可以看出相同配方情况下不同乳液的施工时气泡破灭具有较大差别，相对而言含有亲水基团醋酸乙烯单体的共聚物乳液比疏水的丙烯酸共聚乳液具有更好的流平性和破泡速度，其中乙烯-醋酸乙烯乳液（VAE）由于存在较多的乙烯基侧链增加了聚合物分子链之间的距离，降低了高分子之间的相互作用力，降低了气泡产生的几率，气泡产生少，另外以水为内增塑剂加强了保水性，提高了流平性，最终的施工消泡性最好。醋叔乳液虽然具有较好的流平性，但是因为有强疏水的叔碳酸乙烯酯（VeoVa10）单体存在，加强了稳泡性能，因此施工破泡性能比醋丙和VAE差。1.1.5颜填料的影响因为颜填料的种类繁多，并且比重、吸油量千差万别，因此很难直接对比评估，但整体来说，吸油量高的填料更稳泡，消泡更难，破泡时间更长；片状和针状填料比球状填料更稳泡，更难消泡；提高PVC增加填料量，减少了自由水的含量也会加快干燥时间，使破泡后泡孔更难流平。2.生产工艺的影响气泡产生的一个重要原因就是高速分散时分散盘把大量的空气带入分散浆料中，而乳胶漆中存在的表面活性剂和增稠剂又使气泡变得稳定。因此在生产时应尽量减少空气的带入，以及能让进入的空气不形成稳定的气泡，而随着分散从浆料中快速浮到液面，破裂释放出来。控制好分散浆料的黏度，以及选择合适的分散浆料量，可以减少气泡在浆料中的稳定形成。分散时黏度高可以增加浆料中粉料之间的相互碰撞挤压，提高分散效率，并且浆料黏度高，空气进入较难，气泡形成不多，但是浆料黏度太高会导致分散时温度过高，如果温度过高容易使乳胶漆中的部分助剂失效，并且浆料黏度高会使进入的空气在浆料中不容易浮到液面破裂释放出来，从而形成难以消除的稳定小气泡。浆料黏度低，虽然带入的气泡容易释放出来，但是不利于颜填料的分散，并且黏度低也容易使更多的气体进入浆料形成气泡。分散浆料量的选择，分散浆料过少分散盘容易带入大量空气形成气泡，分散量过多不容易带入空气，但边角处浆料往往无法很好分散，影响分散效果。经过实践笔者认为分散浆料的黏度在1500025000mPas，分散浆料以没过分散盘，并且高出1.5倍分散盘直径，分散时能在分散盘中间形成漩涡且露出少量分散盘为宜。当然随着分散设备技术进步，分散时可以做到密封真空分散，这样大大减少了空气的带入，也就大大减少了气泡的形成，从而减少消泡剂的用量。另外生产工艺的调整也可以提高消泡性能，减少消泡剂的用量，比如选用好的抑泡强的消泡剂在润湿分散剂之前加，在高速分散之后，不马上加乳液，而是加入后添加的破泡型消泡剂的一半，中低速消泡5min后再加入乳液，剩下的消泡剂在调整好黏度后再加入分散5min即可，这样可以更好地发挥消泡剂的作用，防止分散时间过长对消泡剂的消耗。3.施工方法和工具的影响目前常用的施工方法主要是刷涂、滚涂和无气喷涂。刷涂由于费时费力目前很少大面积施工时采用，一般是刷窗台、边角及修补等，由于刷涂采用的羊毛刷柔软，刷涂时对乳胶漆的剪切力小，产生的施工气泡很少；无气喷涂靠高压对乳胶漆进行雾化，上墙后基本没有剪切力，所以不会产生施工气泡；目前施工采用最多的是滚涂施工，而产生施工气泡问题最多的也是滚涂施工，尤其毛长超过1cm的长毛滚筒，对于内墙施工尽量采用毛长不超过0.5cm的滚筒，另外不要等到滚筒中涂料挤尽再蘸料，一般用掉滚筒中1/2到1/3的涂料后就应该蘸料,避免涂料不足滚涂时滚筒上刷毛带起更多气泡。4.施工底材的影响常见的混凝土墙面一般平整度较差，常有气孔、麻面、蜂窝缺陷，刷漆前必须用腻子进行找平，腻子质量的好坏直接影响乳胶漆使用效果和寿命。目前腻子问题往往被人忽视，腻子用料简单，配方混乱，特别是某些腻子厂家为了偷工减料，少添加或者不添加胶粘剂，通过加入大量的灰钙来提高强度，灰钙具有碱性高、吸水强的特点，在这样的腻子上施工，因为灰钙吸水太强，干燥很快，施工中产生的气泡破灭后很难流平，容易留下一个个或大或小的泡孔痕迹。另外含有大量灰钙的腻子还容易使有色乳胶漆因为碱性太强导致发花。5.结论由上可以看出，乳胶漆的施工消泡并不只是消泡剂原因，乳胶漆的乳液、增稠剂、润湿剂、填料都有影响，生产工艺、施工底材、施工工具也都有很大影响