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0 前 言
涂料体系中使用消泡剂的目的就是要减少或避免涂膜表面缺陷。室内木器装修的底材有实木的,亦有各种人造板材。其中有的是多孔性的,有的是疏松型的。加上国内目前室内装修仍然采用手工反复涂刷式的操作,涂膜起泡问题就在所难免。因而如何解决起泡问题是保证室内装修涂料质量的一大关键。在实践中发现,不同体系的涂料如果只使用有机硅消泡剂往往不能解决消泡的问题。基于气泡产生的原因,如果排除反应型（— NCO 和水）产生的气泡及颜填料所带入的气泡,有一种情况是基于外力作用下（如刷子的反复刷涂）气体进入液体（涂料）之中,当外力减少或消除时,气体逸出,并形成被液体（涂料）所隔离的非均相体系,因而在涂膜中产生气泡,形成缺陷。故若消除气泡,就要选择合适的消泡剂,使其进入涂料体系之后,能够降低气体（空气）在其中的溶入度,因而达到抑制产生气泡的目的,即抑泡消泡剂。其应具有以下性质：不溶于气泡所在的介质；消泡剂可以进入气泡周围的膜；它可以在气液界面上展布。由于一个涂料产品往往使用的不只是一种助剂,还有可能用流平剂、润湿分散剂等,故选择消泡剂时必须考虑与各种助剂之间的相互作用及相互影响。因此,选择并开发一个消泡剂的工作比较复杂。
1 高效能消泡剂合成技术路线的确定及设计
经过筛选比较有机硅、丙烯酸酯两类消泡剂,发现聚丙烯酸酯消泡剂在亮光丙烯酸聚氨酯体系中具有较好的抑泡效果、与其它助剂的复配副作用小、不降低涂料的表面张力的优点；而大部分有机硅消泡剂虽破泡效果比较好,但有降低涂料的表面张力的缺点。因此确定了用溶液法梯度滴加混合单体共聚合成丙烯酸酯作为研制消泡剂的技术路线。本项目关键的创新点之一就是共聚物消泡能力
的控制。首先通过软单体含量的确定和选择,控制确定合适的玻璃化温度T g。再加入甲基丙烯酸丁酯(BMA)、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸月桂酯及特殊长链单体来改善其分子链柔性。实验中发现,随着玻璃化温度Tg 的升高,共聚物的消泡性明显降低。因此,为了保证合成的共聚物有比较适合的玻璃化温度和消泡性,软单体的含量不宜太低,以质量分数高于 70%为宜。同时实验中也发现随着甲基丙烯酸月桂酯及特殊长链单体的比例降低,共聚物消泡性明显降低。因此,为保证共聚物的消泡性,甲基丙烯酸月桂酯及特殊长链单体的比例不能太低；但如果长碳链的单体比例太大,共聚物的外观就发浑,共聚物转化率也低。所以甲基丙烯酸月桂酯及特殊长链单体必须控制在合适的比例,一般长链单体比例不超过5% 为宜。
本项目创新点之二是共聚物极性的控制。实验中筛选了不同的溶剂组合,如果配方中使用了极性溶剂如醋酸丁酯、环己酮等,发现极性溶剂会直接影响共聚物的消泡性。因此,在配方中最终只使用了甲苯和二甲苯或溶剂油,避免使用极性溶剂。为保证共聚物有一定的极性,以保证共聚物能与羟基树脂具有相容性,故选用了一些功能性单体,在实验中尝试加入丙烯酸单体(AA).丙烯酸羟丙酯(HPA)，甲基丙烯酸羟丙酯等一起来进行共聚。实验中发现随着功能性单体的加入.最终产物的特性粘度有一定程度的升高。沮然升高并不显著，但对消泡力有显著影响。因此必须平衡好功能性单体的加入量，本项目功能性单体加入量不超过3%(质且分数)。
2试验部分
2.1原料
丙烯酸单体及其特性(见表1).
引发剂.过苯酸叔丁酯TBPB，工业级，美国.
溶剂:二甲苯、甲苯。工业级.
2 .2高效能丙烯酸酯消泡刘参考配方
化学组成:丙烯酸聚合物
溶剂.甲苯/二甲苯.
建议添加量:0.1%-0.8%（质量分数）.
具体参考配为见表2。
2,3 消泡力的试验方法
2.3,1药品及试验材料
固含60%的羟基丙烯酸树脂，粘度(25为1000- 1500 mPa·s, 固含40%TMP加成物固化剂。普通PU稀释剂.
已封底的榉木板2块(30 cm x 40 cm). 500 ML玻璃杯2个;10 cm宽羊毛刷一个.滴管1支。325目滤布1块.玻璃棒2支。
2.3.2测试方法
在实验室状态按GB/T9728的测试条件，用玻璃杯称取羟基丙烯酸树脂100 g.加人0.3g消泡剂.用玻璃棒充分搅勺，不得溅出。再加入固含40%的TMP加成物固化剂及PU稀释剂各80 g,搅匀.用325目滤布过滤1次，滤液备用。
取备好的2块榉木板.打磨平整.用纱布擦拭除去表面灰尘杂物.此时，用清洗干净的无杂质的羊毛刷蘸涂料，挤除毛刷间的气体，在木板上依次单方向刷涂.在板面上共刷3遍使涂膜厚薄均匀一致，平行制作2块样板。
2.3.3评价标准
合格:起刷时无泡或起刷时有小泡但很快能消失(破裂并流平).刷完1一2 min观察无气泡，无缩孔及表面不佳现象，则此时的消泡力计为0.3%.如果加入0.25 g消池剂亦能达到上述效果.则此时消泡力计为0.25%；平行样板要有重复性，才可得出合格结论，否则判为不合格。
说明:以下情况需重新刷板。因环境因素而有灰尘时,需重做；若刷完1～2 min内满板起泡或缩孔,则需换底板(排除底板干扰因素)重新确认是否合格。
2.4 高效能丙烯酸酯消泡剂性能检测结果(见表3)
3 分析与讨论
3.1 丙烯酸单体的影响
（甲基）丙烯酸及其衍生物通过聚合反应能随机地接入聚合物链中,利用特殊单体可以获得不同性质的共聚物。不同性质的共聚物可通过选用不同的单体或通过分子量的控制、交联、接枝、调节Tg 等很多不同的方式去实现。具体见表4。
3.2 聚合方式的影响
用不同的生产工艺合成的聚合物具有不同的性质,由于溶液聚合工艺简单,易操作,而且用普通反应釜就可以进行,所以该消泡剂的合成采用了溶液法。表5 为4 种合成方式优缺点的对比。
3 结 语
选用特殊的单体用溶液法合成高效能聚丙烯酸酯消泡剂,在配方设计时,首先要考虑选择合适的玻璃化温度Tg值及特殊性的丙烯酸酯单体,控制聚合物折光指数、固含（单体的转化率）等关键指标。在影响共聚物消泡力大小的各因素中,影响程度大小的排序为: 甲基丙烯酸月桂酯及特殊长链单体的比例、功能性单体合适的用量、溶剂的搭配。本试验合成的消泡剂在使用时不降低涂膜的表面张力,可很好地抑制涂料在施工时基于外力作用下（如刷子的反复刷涂）产生的气泡,而且该消泡剂与其它助剂的配合性好,因而被广泛应用于双组分羟基丙烯酸聚氨酯底漆、哑光清漆、亮光清漆、硝基漆等装修涂料中。且用量少,重涂性好,可有效防止涂膜“火山口”,对高黏度、厚膜抑泡特别有效。由于产品成本低,在价格和性能上都有很强的竞争力,效益可观,市场前景良好。
