涂料中气泡的产生及稳泡/消泡原理

在涂料生产过程中，空气的卷入会形成气泡，而某些原材料（如表面活性剂、分散剂等）会使气泡稳定。在涂料使用过程中（如水基涂料的浸涂工艺），气泡也会产生。

如果砂芯涂层表面的气泡在烘干前未能消除，则可能在涂层上留下麻坑状缺陷，导致铸件表面粗糙，甚至因涂料失效而引发粘砂问题。

选择合适的消泡剂可有效消除起泡，并在配方设计阶段添加合适的消泡剂，可有效预防气泡的产生。

消泡原理

消泡剂主要通过以下三种机制消除泡沫：

1. 消泡剂均匀分散并渗透进入泡沫薄膜，降低其表面张力，导致薄膜破裂。

2. 形成单分子膜，降低泡沫薄膜的附着力，使其易于破裂。

3. 含疏水粒子的消泡剂可在泡沫薄膜表面吸附表面活性剂，导致泡膜局部缺失表活剂，从而破裂。

在涂料中添加乙醇、正丁醇、正戊醇、正辛醇等可消除一般性气泡，但无法有效抑制气泡产生。要预防气泡，需要选择合适类别的消泡剂。

常见消泡剂类型

1. 天然油脂（如豆油、玉米油等）

优点：来源广泛、成本低、使用简便。 缺点：易氧化变质，酸值增高，影响涂料性能。

2. 高碳醇

特点：

• 具有强疏水性、弱亲水性的线性分子。

• C7~C9醇类为最有效的消泡剂。

• C12~C22高碳醇可通过乳化剂制成粒径4-9μm、量20-50%的水乳液，用于水性体系。

3. 聚醚类消泡剂

特点：

• 具有较低表面张力，消泡效果稳定。

• 适用于多种体系，尤其是水性涂料。

4. 硅类消泡剂

常用类型：聚二甲基硅氧烷（即二甲基硅油）。 特点：

• 表面能低，溶解度小，消泡活性高。

• 与水和一般油不混溶，化学性质稳定，毒性低。

• 由硅脂、乳化剂、防水剂、稠化剂等组成，机械乳化制成乳液。

• 适用温度范围广（5℃-150℃），消泡力强，成本低。

5. 聚醚改性硅

特点：

• 结合了聚醚和有机硅消泡剂的优点。

• 无毒无害，不影响菌种活性。

• 添加量极少，具有较高性价比。

6. 磷酸三丁酯（常用于水基涂料）

化学式：C₁₂H₂₇O₄P 或 (C₄H₉)₃PO₄ 特点：

• 无色，有刺激性气味的液体。

• 低表面张力，难溶于水。

• 通过破坏泡沫膜的稳定性，实现快速消泡。

结论

针对不同的涂料体系，应选择合适的消泡剂，以有效抑制气泡的形成并增强涂料性能。在实际应用中，可以根据具体需求，结合消泡机理选择最优方案，以提高涂层质量和生产稳定性。