用于水性木器涂料的高粘度清漆的消泡性能如何？
在涂刷水性木器涂料时，一般建议薄涂多遍。这是因为厚涂时，水性涂料的干燥速度慢，硬度增加慢，消泡困难，难以达到良好的涂装效果。但在实际生产应用中，为了提高生产效率，要求水性木器涂料一次厚涂，特别是在对表面要求不是很高的领域，如窗框、框架等表面的涂装。这种应用已经相当普遍。
该领域的特点是使用中压无气喷涂，工艺简单，生产效率高。其结构特点是粘度高，单层厚度可达 250 μm。使用这种工艺时，最难解决的问题之一就是消泡。
喷涂时，大量气泡无法在涂膜干燥过程中消除，导致表面出现大量针孔。
这几乎成为水性木器涂料向家具等其他专业领域扩展的一个重要障碍，尤其是清漆，70%-90% 是树脂，这使得脱泡比固体色漆（含有二氧化钛和其他粉末）困难得多。在门窗油漆中，约有 2/3 是哑光清漆涂层。因此，有必要对水性哑光清漆在中压喷涂时的消泡性能进行深入研究。
泡沫产生的原因
生产过程中的泡沫
在涂料生产过程中，往往需要高速分散来均匀混合各种成分，从而产生大量气泡。如果这些气泡在静置后无法破碎，势必会影响涂装过程中泡沫的消除。在树脂含量高的水性木器清漆的生产过程中，粘度高时泡沫更难消除，为了满足应用和储存的需要，粘度不能太低。如果使用中压无气喷枪喷涂产品，粘度一般应在 80 KU 以上。为满足这一要求，产品的初始粘度至少应为 90 KU（30°C），这样即使在炎热的夏季环境中粘度降低，产品仍可正常使用，或满足其他应用需求。粘度为 90 KU（30°C）时，简单地解决消泡问题并不困难。但在实际生产过程中，由于还必须考虑垂直表面厚涂时的流挂问题，因此有必要提高涂料的触变性。因此，在生产过程中必须在流变性和消泡性之间取得良好的平衡。
另一方面，如果开发出合适的生产工艺，也可以减少涂料生产过程中产生的气泡。例如，在生产哑光清漆时，首先将消光粉制成浆状，以避免消光粉在树脂中高速分散时产生大量气泡。在开始混合之前，加入适量具有良好抑泡性能的消泡剂；在高速分散之前，将涂层调整到适当的粘度，以避免在分散面摇动时将大量空气带入涂层中，等等。所有这些都可以减少涂料生产过程中气泡的产生。
使用过程中产生泡沫
1.基质
在涂刷木器涂料时，木材本身往往有很多毛细管，因此通常需要先对基材进行密封。如果基材密封不严，基材毛细管中的空气就会在涂装过程中逸出，进入涂层的湿膜中，形成气泡。如果气泡不能被打破，就会形成针孔或凹坑。在水性涂料的涂装过程中，尤其是在全封闭的情况下，由于涂装粘度较高，且一次性喷涂较厚，因此在涂装过程中涂料湿膜的消泡较为困难。因此，在以全封闭方式涂刷水性涂料时，一般需要涂刷一至两层密封底漆，尽量将底材毛细管中的空气排出。否则，一旦空气在后续工序中进入厚涂层，所产生的气泡将很难消除。
2.喷枪
施工工具也是涂料中产生气泡的一个因素。在使用水性家具漆时，底漆和面漆都是喷涂上去的。一般来说，雾化效果越好，喷涂过程中产生气泡的可能性就越小。这就是为什么用空气帽喷枪喷涂要比中压无气喷涂好的原因，主要有两个：首先，用空气帽喷枪喷涂时的雾化气压较高，一般为 0.6-0.8 兆帕。涂料雾化后，到达被喷物体表面的速度较快，因此即使有少量气泡，也会在涂料颗粒 "撞击 "物体表面时被击破。而中压空气混合喷枪的雾化空气只有 0.1 至 0.2 兆帕，雾化效果比空气喷枪差。涂料颗粒到达物体表面的速度也比空气喷枪低，因此施工时的破泡效果较差。其次，使用空气喷枪时，喷涂涂料的粘度比使用中压无气喷枪时低。这使得在干燥过程中更容易雾化油漆、破碎气泡和给表面消泡。
另一方面，喷涂时喷枪中的油量和空气量也是影响气泡形成的重要因素。无论是空气喷枪还是中压空气混合喷枪，油量和空气量都可以灵活调节，混合比例应根据涂料的粘度或被涂物所需的涂装效果来确定。例如，在使用半封闭涂料时，有时要求喷得 "干 "一些（油量小，空气量大），而在使用全封闭涂料时，一般要求喷得 "湿 "一些（油量稍大，空气量稍小）。一般来说，在喷涂前，应通过调整油量和风量来优化涂料的雾化效果，以达到最佳喷涂效果。
影响水性木器涂料消泡的因素
1.树脂
在水性高粘度哑光清漆的消泡实验中，树脂是影响消泡难易程度的最关键因素。目前，水性木器涂料主要有三种类型：水性聚氨酯（PU）、水性丙烯酸（AC）和水性聚氨酯与水性丙烯酸复合材料（PU A）。由于合成机理的不同，这三种树脂的消泡难易程度也大不相同。
水性聚氨酯和聚氨酯增强剂的消泡相对容易，而水性 AC 的消泡则相对困难。这是因为乳化剂是表面活性剂的一种，在搅拌时容易起泡。不过，在国内的水性家具涂料市场上，水性 AC 因其在价格、干燥速度、耐水性等方面的优势而被广泛使用。尤其是核壳聚合乳液，成膜温度较低，挥发性有机化合物含量大大降低，成膜后硬度、弹性和抗阻塞性能良好。目前，它们被大量用于室外木制品的表面涂层。
在交流乳液中，消泡的难度因乳化剂的类型和乳液合成过程中使用的合成方法而异。例如，阴离子乳液体系的颗粒尺寸较小，容易起泡。使用无皂聚合法或核壳聚合法生产的水基交流乳液比传统的水基交流乳液更容易消泡。实验表明，在配制高粘度哑光清漆时，使用核壳聚合乳液可大大降低生产过程中的消泡难度。
2.粘度
无论是储存在油漆罐中，还是在使用后的干燥过程中，当油漆的粘度较高时，消泡都会比较困难。在实际生产中，涂料的粘度必须控制在一定范围内，以防止沉淀和流挂。在中压无气喷涂水性木器涂料时，涂料的工作粘度必须保持在 80 KU 或以上，而成品的出厂粘度通常必须保持在 90 KU 以上，以补偿温度升高引起的粘度变化，以及在涂装过程中用水调节粘度的需要。根据涂料的流变特性，粘度一般控制在 90 到 120 KU（25°C）之间。
3.消泡剂
在水基高粘度哑光清漆中，由于高树脂含量和高粘度，消泡较为困难。在生产过程中，消泡剂的用量和种类相对较多，一般会同时使用两到三种消泡剂，在高速分散前、分散过程中和分散后进行抑制、消泡和脱泡。为了使消泡剂和其他添加剂与树脂充分混合，需要进行高速分散，这将产生大量气泡。因此，有必要在高速分散前添加一定量的消泡性更好的消泡剂。
水性木器涂料中常用的主要消泡剂是矿物油和有机硅。前者成本低，消泡能力弱。它主要由 85% 载油和 15% 疏水粒子组成，疏水粒子一般由气相二氧化硅、金属硬脂酸盐等制成。这类消泡剂容易使涂膜发黑，可用于光泽度较低的腻子和底漆。后者主要由强憎水性有机硅和聚醚改性聚二甲基硅氧烷乳液组成，对光泽度和透明度影响不大。它是目前水性木器涂料的主要消泡剂。但也有文章指出，一些用矿物油改性的消泡剂比有机硅消泡剂更有效。因此，应根据不同的树脂来选择消泡剂，并根据实验结果来确定。
4.增稠剂
在生产水性高粘度哑光清漆时，增稠剂的选择非常重要。这也是产品在储存或使用过程中是否具有消泡特性的关键。目前，常用的增稠剂主要有两种：缔合型和碱溶胀型。前者能提供更好的流动性和剪切粘度，后者能提高储存稳定性和抗流挂性。在生产中，前者有利于消泡和脱气，后者则更容易稳定泡沫。然而，由于前者具有更好的流动性，其在使用过程中的抗污染能力会大大降低。因此，为了保持涂料的贮存稳定性，并在应用过程中提供更好的抗流挂性和抗污染性，水性哑光清漆有时需要与某种碱溶性增稠剂结合使用，即使在粘度较高的情况下也是如此。这两种增稠剂的种类很多，如何搭配需要根据树脂选定后的实验结果来确定。
5.消光剂、润湿剂和分散剂
在中压无气喷涂水性消光清漆中，一般选用消光剂作为消光剂，而不是消光蜡浆。这主要是因为在中压无气喷涂中，表面的触感并不十分重要，同时也是出于消泡、价格和体系增稠等方面的考虑。消光蜡浆（粉末）的使用成本相对较高，而且在分散过程中容易产生泡沫，很难消除。
在高粘度清漆中，消光剂的防沉降效果几乎无关紧要，而对消泡性能的影响却非常重要。一般来说，经过水化的表面比未经水化的表面更容易消泡，而低吸油率的表面比高吸油率的表面更容易消泡。实验表明，润湿剂和分散剂的选择对消泡有很大影响。分散剂对消光剂表面的润湿性越好，就越有利于消泡。
6.设计和控制生产流程
生产工艺的设计和控制在涂料生产中也非常重要。在生产水性涂料时，需要制定合适的生产工艺并严格控制，以实现树脂和其他成分的均匀混合，并尽量减少气泡的形成。
例如，在生产哑光清漆时，通常会将树脂与添加剂和哑光剂高速混合，直到达到所需的细度。在此过程中，会产生大量气泡。当粘度较低时，这些气泡通常会在放置 24 小时后消失。然而，当粘度较高且体系具有触变性时，这些气泡即使经过很长时间也很难消除。此时，在将其制成浆料后加入消光剂，可有效减少气泡的产生。另一方面，在添加消泡剂或其他不易分散的添加剂时，最好将其稀释并以分散状态慢慢加入，以尽量降低分散所需的速度，减少均匀分散所需的时间。一些容易起泡的添加剂，如某些蜡浆，应尽量在后期低速分散过程中加入。
结论
水性木器涂料的高粘度可以增加单次涂装的厚度，提高生产效率，减少涂装过程中产生流挂和气泡的可能性。但同时也增加了施工过程中的消泡难度，极大地影响了施工后的表面效果，成为阻碍水性木器涂料向其他应用领域拓展的一大障碍。在水性高粘度清漆的消泡性能研究中，树脂和增稠剂的选择是重中之重，其次是消泡剂、消光剂和其他添加剂的选择，最后才是生产工艺的优化和粘度的调整。好的产品不仅要有好的物理和化学特性，还要有好的应用特性。只有将二者很好地结合在一起，才能达到优异的涂装效果，满足消费者的要求，水性木器涂料的发展也会随之加快。
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| 聚硫醇/聚硫醇 | ||
| DMES 单体 | 双（2-巯基乙基）硫醚 | 3570-55-6 |
| DMPT 单体 | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP 单体 | 季戊四醇四(3-巯基丙酸酯) | 7575-23-7 |
| PM839 单体 | 聚氧（甲基-1,2-乙二基） | 72244-98-5 |
| 单官能团单体 | ||
| HEMA 单体 | 甲基丙烯酸 2-羟乙基酯 | 868-77-9 |
| HPMA 单体 | 甲基丙烯酸羟丙酯 | 27813-02-1 |
| THFA 单体 | 丙烯酸四氢糠酯 | 2399-48-6 |
| HDCPA 单体 | 氢化双环戊烯丙烯酸酯 | 79637-74-4 |
| DCPMA 单体 | 甲基丙烯酸二氢双环戊二烯酯 | 30798-39-1 |
| DCPA 单体 | 丙烯酸二氢双环戊二烯酯 | 12542-30-2 |
| 二氯丙烯酰亚胺单体 | 甲基丙烯酸二环戊氧基乙酯 | 68586-19-6 |
| DCPEOA 单体 | 丙烯酸二环戊烯基氧基乙基酯 | 65983-31-5 |
| NP-4EA 单体 | (4) 乙氧基化壬基酚 | 50974-47-5 |
| LA 单体 | 丙烯酸十二烷基酯/丙烯酸十二烷基酯 | 2156-97-0 |
| THFMA 单体 | 甲基丙烯酸四氢糠酯 | 2455-24-5 |
| PHEA 单体 | 2-苯氧基乙基丙烯酸酯 | 48145-04-6 |
| LMA 单体 | 甲基丙烯酸月桂酯 | 142-90-5 |
| IDA 单体 | 丙烯酸异癸酯 | 1330-61-6 |
| IBOMA 单体 | 甲基丙烯酸异冰片酯 | 7534-94-3 |
| IBOA 单体 | 丙烯酸异冰片酯 | 5888-33-5 |
| EOEOEA 单体 | 2-(2-乙氧基乙氧基)丙烯酸乙酯 | 7328-17-8 |
| 多功能单体 | ||
| DPHA 单体 | 双季戊四醇六丙烯酸酯 | 29570-58-9 |
| DI-TMPTA 单体 | 二（三羟甲基丙烷）四丙烯酸酯 | 94108-97-1 |
| 丙烯酰胺单体 | ||
| ACMO 单体 | 4-丙烯酰基吗啉 | 5117-12-4 |
| 双功能单体 | ||
| PEGDMA 单体 | 聚乙二醇二甲基丙烯酸酯 | 25852-47-5 |
| TPGDA 单体 | 三丙二醇二丙烯酸酯 | 42978-66-5 |
| TEGDMA 单体 | 三乙二醇二甲基丙烯酸酯 | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA 单体 | 丙氧基新戊二醇二丙烯酸酯 | 84170-74-1 |
| PEGDA 单体 | 聚乙二醇二丙烯酸酯 | 26570-48-9 |
| PDDA 单体 | 邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯 | |
| NPGDA 单体 | 新戊二醇二丙烯酸酯 | 2223-82-7 |
| HDDA 单体 | 二丙烯酸六亚甲基酯 | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA 单体 | 乙氧基化 (4) 双酚 A 二丙烯酸酯 | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA 单体 | 乙氧基化 (10) 双酚 A 二丙烯酸酯 | 64401-02-1 |
| EGDMA 单体 | 乙二醇二甲基丙烯酸酯 | 97-90-5 |
| DPGDA 单体 | 二丙二醇二烯酸酯 | 57472-68-1 |
| 双-GMA 单体 | 双酚 A 甲基丙烯酸缩水甘油酯 | 1565-94-2 |
| 三官能单体 | ||
| TMPTMA 单体 | 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 | 3290-92-4 |
| TMPTA 单体 | 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 15625-89-5 |
| PETA 单体 | 季戊四醇三丙烯酸酯 | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) 单体 | 丙氧基三丙烯酸甘油酯 | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA 单体 | 三羟甲基丙烷三丙烯酸乙氧基化物 | 28961-43-5 |
| 光阻单体 | ||
| IPAMA 单体 | 2-异丙基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯 | 297156-50-4 |
| ECPMA 单体 | 1-乙基环戊基甲基丙烯酸酯 | 266308-58-1 |
| ADAMA 单体 | 1-金刚烷基甲基丙烯酸酯 | 16887-36-8 |
| 甲基丙烯酸酯单体 | ||
| TBAEMA 单体 | 2-(叔丁基氨基)乙基甲基丙烯酸酯 | 3775-90-4 |
| NBMA 单体 | 甲基丙烯酸正丁酯 | 97-88-1 |
| MEMA 单体 | 甲基丙烯酸 2-甲氧基乙酯 | 6976-93-8 |
| i-BMA 单体 | 甲基丙烯酸异丁酯 | 97-86-9 |
| EHMA 单体 | 甲基丙烯酸 2-乙基己酯 | 688-84-6 |
| EGDMP 单体 | 乙二醇双(3-巯基丙酸酯) | 22504-50-3 |
| EEMA 单体 | 2-甲基丙-2-烯酸 2-乙氧基乙酯 | 2370-63-0 |
| DMAEMA 单体 | 甲基丙烯酸 N,M-二甲基氨基乙酯 | 2867-47-2 |
| DEAM 单体 | 甲基丙烯酸二乙氨基乙酯 | 105-16-8 |
| CHMA 单体 | 甲基丙烯酸环己基酯 | 101-43-9 |
| BZMA 单体 | 甲基丙烯酸苄酯 | 2495-37-6 |
| BDDMP 单体 | 1,4-丁二醇二（3-巯基丙酸酯） | 92140-97-1 |
| BDDMA 单体 | 1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯 | 2082-81-7 |
| AMA 单体 | 甲基丙烯酸烯丙酯 | 96-05-9 |
| AAEM 单体 | 甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙基酯 | 21282-97-3 |
| 丙烯酸酯单体 | ||
| IBA 单体 | 丙烯酸异丁酯 | 106-63-8 |
| EMA 单体 | 甲基丙烯酸乙酯 | 97-63-2 |
| DMAEA 单体 | 丙烯酸二甲胺基乙酯 | 2439-35-2 |
| DEAEA 单体 | 2-(二乙基氨基)乙基丙-2-烯酸酯 | 2426-54-2 |
| CHA 单体 | 丙-2-烯酸环己基酯 | 3066-71-5 |
| BZA 单体 | 丙-2-烯酸苄酯 | 2495-35-4 |