水性自噴漆漆膜起泡原因分析與控制方法

近年來，我國民用建設和工業(yè)建設的迅速堀起，帶動了建材涂料、家具涂料、汽車涂料、防腐涂料和機械涂料等市場需求的大幅增長。然而面對日趨嚴格的環(huán)保政策，不管是涂料原材料供應商，還是涂料生產(chǎn)企業(yè)、涂裝設備生產(chǎn)企業(yè)，正圍繞水性涂料等環(huán)保產(chǎn)品加快轉(zhuǎn)型發(fā)展。水性涂料在中國市場上的需求越來越大，它已經(jīng)成為建筑、家具、汽車等行業(yè)不可或缺的輔助材料。自噴漆作為一種建材涂料，是由氣霧罐、氣霧閥、內(nèi)容物(色漆)和拋射劑等組成，就是將色漆通過技術(shù)處理后高壓罐裝，方便使用的一種自噴劑型涂料。我國自噴漆行業(yè)主要為溶劑型自噴漆，含有大量揮發(fā)性有機物(VOC)，對環(huán)境會造成一定影響，因此發(fā)展環(huán)保型水性自噴劑成為行業(yè)趨勢。

水性漆以水為溶劑，節(jié)約了大量資源，大大減少了施工時的火災隱患，對空氣的污染也大大降低。采用少量低毒性醇醚類有機溶劑，改善了施工環(huán)境。一般的水性涂料有機溶劑在10%-30%之間，降低污染、節(jié)省資源、效果明顯。其次，水性涂料在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工，對材質(zhì)表面的干燥程度要求不高，涂層附著力很強。涂裝工具可用水清洗，清洗溶劑的消耗大大減少。然而水性自噴漆相較于溶劑型自噴漆技術(shù)難度更大，漆膜性能與溶劑型自噴漆存在較大差距。

水性自噴漆漆膜起泡，嚴重影響漆膜附著力、耐水性等性能。以下從影響水性漆漆膜起泡的4個主要因素如助溶劑.消泡劑、黏度和料氣比進行系統(tǒng)的分析討論，提出控制漆膜起泡的佳技術(shù)條件，供業(yè)內(nèi)人士研究探討。

助溶劑對漆膜起泡的影響

助溶劑是水性自噴漆的重要組成之一，在成膜階段，對形成均勻的漆膜起到關(guān)鍵作用。它能夠增加樹脂在水中的溶解度，同時可以調(diào)節(jié)漆料的熱度，提高漆料的穩(wěn)定性，改善漆膜性能。水性自噴漆的助溶劑一般為醇醚類的溶劑，為常用的是醇類、二乙醇醚類、丙二醇醚類以及N-甲基毗咯烷酮等。水性自噴漆在夏季施工時，水分揮發(fā)較快，即表干相對過快，有部分水分可能會在未干透之前被封閉在漆膜內(nèi)，導致漆膜發(fā)白或是流平不好的弊端。因而，可通過添加少量合適的高沸點溶劑來延緩漆膜的干燥速度，延長漆膜的開放時間，改善其施工性能和漆膜外觀。在冬季里，由于氣溫較低，水性自噴漆的干燥速度較慢，即水的揮發(fā)較慢，但醇類助溶劑相對比水揮發(fā)快一些，或許部分與水一起蒸發(fā)，使水性自噴漆不能形成致密的涂層，導致水性自噴漆的漆膜存在發(fā)白和開裂的現(xiàn)象。所以添加助溶劑時，一定要考慮克服水性自噴漆在不同季節(jié)的施工性，同時還要考慮其盡可能干燥速度快一些，這也是水性自噴漆難的技術(shù)要點，尤其是玻璃化溫度較高的丙烯酸分散體更是難解決的問題。因此，多種助溶劑來搭配是好的選擇。

消泡劑對漆膜起泡的影響

水性自噴滾的體系容易起泡，漆料在投料、泵送和罐裝的過程中都會產(chǎn)生氣泡，在水性自噴漆的實際生產(chǎn)中無法避免氣泡的發(fā)生，因此在研發(fā)時必須考慮加入合適的消泡劑。消泡劑的消泡機理是通過潤濕滲透到由漆料產(chǎn)生的氣泡薄膜上且不斷擴散，使氣泡薄膜的表面張力不平衡而破泡。消泡劑分為抑泡劑和破泡劑2種，消泡劑的作用是抑制在外力的作用下產(chǎn)生氣泡，而破泡劑主要是使已產(chǎn)生氣泡破裂。當消泡劑用量過大時會使漆膜產(chǎn)生縮孔等副作用，因而消泡劑的用量以能基本消除氣泡為原則，不可過度追求消泡效果。

黏度對漆膜起泡的影響

自噴劑型涂料對漆料黏度的要求非常嚴格，黏度高漆膜難以流平，黏度低漆膜容易流掛，因此漆料黏度是生產(chǎn)時檢測水性自噴漆性能的重要指標之一。漆膜的消泡和流掛是矛盾對立的關(guān)系，漆料黏度決定初微泡的密度，黏度低的漆料產(chǎn)生微泡的傾向比較低。在漆料形成之初將微泡降到低，是去除微泡的佳辦法，但必須掌握微泡產(chǎn)生和漆膜流掛之間的平衡。

料氣比對漆膜起泡的影響

試驗用拋射劑DME是一種極性化合物，與許多溶劑均具有良好的相容性，能與大多數(shù)樹脂相容。霧化狀態(tài)對氣零漆的應用效果起著十分關(guān)鍵的作用。不同的自噴劑產(chǎn)品都有其相應的佳料氣比，對于水性自噴漆來所，影響產(chǎn)品霧化效果的主要因素是拋射劑的種類與含量、內(nèi)容物性質(zhì)、垡頭和噴頭的結(jié)構(gòu)尺寸等。拋射劑、閥門及噴頭孔徑不變時，料氣比對水性自噴漆漆膜起泡情況、附著力和耐水性的影響是：增大霧化效果，可以減少初始時濕漆膜上的微泡含量。這是由于加大霧化效果，霧滴比較小，而小的霧滴保持氣泡的能力低于大的霧滴。但是對于自噴漆產(chǎn)品不可過度追求霧化效果，因為拋射劑含量高，內(nèi)壓大，易造成爆罐等問題。同時，控制漆膜起泡，有效改善了漆膜附著力、耐水性等方面的性能。

結(jié)語
(1)制備水性自噴漆，在選擇助溶劑應考慮加入醇類溶劑和高沸點溶劑。醇類溶劑能與去離子水形成共沸物降低沸點，加速去離子水在漆膜固化前的揮發(fā)速度，從而減少漆膜起泡。選擇高沸點助溶劑時，應優(yōu)先選擇與所用水性樹脂相容性好的溶劑，從而減少漆膜起泡的程度。

(2)水性自噴漆選擇消泡劑時，不可過度追求消泡效果，在能基本消除氣泡的基礎上，其用量稍大時不會產(chǎn)生縮孔等副作用為佳，這樣在實際生產(chǎn)中可以稍微加大消泡劑用量，抵消消泡劑長時間失效的影響。料氣比的選擇和消泡劑相似，應以基本消除氣泡為原則，不可過度霧化，以防發(fā)生爆罐等生產(chǎn)問題。

(3)水性自噴漆黏度低，漆料初始氣泡少，但漆膜易流掛；黏度高，初始氣泡多，且不易消除，嚴重影響漆膜性能。因此必須嚴格控制漆料的黏度范圍，把握好消泡和漆膜流掛之間的平衡。

(4)在水性自噴漆的研發(fā)與生產(chǎn)中，解決好助溶劑、消泡劑、黏度和料氣比4個方面的影響問題，能夠有效控制漆膜起泡，避免其對漆膜附著力、耐水性等性能的影響，從而保證水性自噴漆的整體使用效果。