不饱和聚酯透明底漆消泡性的探讨

将配方中树脂、分散剂投入分散缸内，搅拌分散均匀，再投入硬脂酸锌及填料，先低速分散均匀，然后高速分散至合格细度，投入余下助剂分散均匀，用溶剂调节黏度，取样检测合格后过滤包装。

1.3 测试方法

1）配漆气泡性测试：主漆+蓝水+稀释剂搅拌均匀后观察泡沫情况。然后加入白水搅拌均匀后观察泡沫情况。

2）漆膜外观：制备的漆膜样板在散射日光下目测，漆膜应均匀，无发花、针孔、气泡、缩孔。
 

2 结果与讨论

2.1 不饱和聚酯透明底漆气泡产生的原因

1）填料颗粒表面吸附的空气

涂料中的填料颗粒有些比表面积较大，吸附更多的空气，生产时进入涂料中产生气泡。

2）混合进入的空气

在生产制造时由于搅拌分散、包装或施工过程中空气进入涂料中产生气泡。

3）反应性气泡

涂料配漆施工过程，不饱和聚酯的固化机理是自由基共聚反应，其反应过程为:

ROOH + Co2+ → RO·+ OH- + Co3+

ROOH + Co3+ → ROO·+ H+ + Co2+

ROOH + RO·→ ROO·+ ROH

ROOH + ROO·→ RO·+ ROH + O2

在配漆时，随着蓝白水用量的增加，反应剧烈，会产生大量氧气，从而产生泡沫，在漆膜中易出现气泡和针孔，应在保证漆膜性能的基础上，尽量降低蓝白水的用量。

4）涂料固化不佳产生针孔

不饱和聚酯树脂通过在聚酯线型分子链上引入气干性单体，从而克服固化过程中氧阻聚所造成的里表干性不一，容易引起表面发黏的弊病，一般树脂气干性越差，越易引起漆膜表面发黏，造成固化不佳，从而易产生针孔。

5）基材引起的气泡

不饱和聚酯透明底漆主要应用于木材底板。一般家具厂由于成本原因大多选用质地较差、材松质软的多孔性底材，有些贴木皮底材有很多木纹、孔隙、管口等。当孔隙较多、缝隙较深时，其含有较多空气，目前一般家具厂都不对基材进行封闭处理。在进行涂料施工时，由于不饱和聚酯漆施工黏度大，涂料难润湿底材的导管或凹陷处，不能及时排出基材的空气，随着涂料向孔隙内渗入，孔隙内的空气被挤出，从涂膜内部上溢，在涂料干燥过程中，因一次喷涂较厚，若漆膜夹带的空气在上升和逸出过程中受阻或上升缓慢至无法流动时，便会形成微泡管道留在涂膜中产生针孔。

2.2 不饱和聚酯树脂的影响

本试验采用实际生产中曾经使用过的几种不饱和聚酯树脂进行测试，其对涂料消泡性影响见表2。

不同的不饱和聚酯树脂的消泡性有较大的差别，树脂相对分子质量适中，分布均匀，可以提高其与填料的润湿能力，使树脂能快速渗透进填料颗粒的缝隙中，将颗粒中的空气置换出来，有利于漆料对粉体粒子的润湿和分散，减少气泡，在配漆时不易产生泡沫，涂装时对底材润湿性好，渗透能力强，快速将孔隙中空气置换出来，消除针孔。涂料用不饱和聚酯树脂通常引入三羟甲基丙烷二烯丙基醚或双环戊二烯进行改性，由于选用材料不同，制造工艺的差异，造成聚酯相对分子质量分布不均匀，导致树脂中有部分相对分子质量过低，都会对泡沫产生影响，从而使树脂的消泡难易相差悬殊。尤其是因三羟甲基丙烷二烯丙基醚改性不饱和聚酯虽然气干性优异，消泡性好，但价格昂贵，限制了其应用范围，一般涂料厂大多使用价格低廉的双环戊二烯改性不饱和聚酯树脂，目前常用的双环戊二烯大多是工业级，杂质含量高，在制备树脂过程中，一些杂质的反应活性较强，易发生副发应，生成一些低聚物，在反应后期若这些低分子馏分不能除去，残留在树脂中，一方面在配漆时易产生泡沫，另一方面在树脂固化时，它并不参与交联反应，成为游离态，使树脂气干性不好，漆膜性能变差，易产生针孔。因此在配方设计时，应通过试验选择适当的树脂。

2.3 助剂的影响

2.3.1 消泡剂的影响

不饱和聚酯漆固体含量高，在生产和施工过程中易带进空气，产生泡沫，当产生气泡后，泡膜内部的液体很难排出，泡膜厚度减少缓慢，泡的寿命相当长，加上油漆加入蓝白水后易产生泡沫，因此消泡剂的选择极为关键。选择消泡剂时应考虑：①有选择性的不相容性；②有高度展布能力；③有较低的表面张力。消泡剂在涂料中要有一定的溶解度，才能迁移到空气界面上，相容性太好，不能迁移进气泡壁，反而进入整个涂料体系，消泡作用不大。但溶解度太小，虽然消泡性好但会导致漆膜产生缩孔。选择合适的消泡剂，由于其具有较低的表面张力，不溶于发泡液体，以极细的颗粒均匀分布在发泡液体中，使泡沫的表面张力急剧变化，它在气/液界面间扩散，使气泡膜壁快速变薄，致使分子膜裂开，最后导致气泡破灭，不溶的消泡剂再进入另一个泡膜壁的表面，重复上述过程，直到消除所有泡沫，通过对若干消泡剂品种进行筛选试验，选出最佳消泡剂，见表3。

可见，2 种消泡剂搭配使用，一个起抑泡作用，它比发泡液体具有更低的表面张力，能分散到发泡液体中，并能斥开导致起泡的活性分子，抑泡剂分子不规则地分布在液体表面，阻止对泡沫的稳定作用，当体系要产生气泡时，抑泡剂分子就会立即破坏气泡的弹性膜，抑制泡沫的产生，在起初阶段抑制泡沫产生。另一个起破泡作用，能够破除已经产生的气泡，其扩散渗透性好，能在气泡膜的表面铺展和渗入，使体系中的表面活性剂在对气泡起稳定作用前就被除去或被替代，使泡沫表面张力急剧变化而导致表层流动，使气泡膜的膜壁逐渐变薄而破裂。两者配合使用，发挥协同作用，达到最佳消泡效果，既可以消除配漆时产生的气泡，同时防止因气泡产生的缩孔及针眼。

2.3.2 其他助剂的影响

在不饱和聚酯漆分散过程中添加润湿分散剂，可提高分散效率，使树脂快速渗入填料颗粒缝隙中，将粉料表面吸附的空气置换出来，减少泡沫，同时降低黏度，改善其润湿性，并选择丙烯酸类流平剂，其有限的相容性可降低涂料与底材间的表面张力。在涂料施工时，流平剂从不饱和聚酯中渗出，渗透到多孔底材中，将孔隙中的空气赶出，防止涂料干燥过程中因黏度上升阻碍气体排出而产生的针孔和扉子，同时其可以短时间内迁移到涂膜表面，形成单分子层，改善涂料表层流动和抑制苯乙烯的挥发，延长流动时间，保证涂膜表面张力均匀化，提高抗缩孔能力。通过选择合适的助剂可以改善涂料的起泡性，有利于涂膜的流平和消泡。

2.4 白水的影响

作为不饱和聚酯漆引发剂的白水是含多种成分的过氧化合物溶液，其中过氧化甲乙酮在固化中起主要作用，随着制造工艺不同，白水成分与性能也常有变异，一般用活性氧含量来评定过氧化合物的质量，见表4。

目前国内生产的过氧化甲乙酮大都采用低温冷却静置分离法除去生产中产生的水，造成除水不尽，白水含水量过高，过氧化合物含量低。一些厂家为提高白水的活性氧含量，向其直接添加过氧化氢，在使用这样的白水时，过氧化氢会快速分解，未能与树脂及时反应，会产生大量气泡。

2HO—OH + OH·→ OH- + H2O + O2