建筑涂料漆膜为什么会产生缩孔?
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发布时间：2022-12-05 09:27
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时间：2023-11-01 10:36
涂膜的表面缺陷主要是凹陷、针孔、以及边角的缩边或厚边等现象。涂膜表面凹陷有两种情况，一种是圆形凹陷、一种六角多边型凹陷。涂膜表面出现的凹陷是由表面张力梯度造成的，由于涂料组成的变化和温度变化导致表面张力不均，流体由低表面张力处流向高表面张力处，结果在流体表面形成凹陷，也称为 Maragoni 效应，最终出现边缘隆起、中心下陷成圆形的缩孔，或边缘隆起、中心下陷为六边形槽的贝纳尔多旋涡。缩孔中心有低表面张力的物质存在，其与周围的涂料存在表面张力差，这个差值就是缩孔形成的动力，促使周围的液体流体向四周背离它(缩孔污源)而流开成凹陷-缩孔。
涂料在施工干燥过程中形成缩孔，有涂料本身的问题和基材清洁问题，由于涂料本身有低表面张力液滴的存在、或被涂饰表面因污染存在有低表面张力区，造成表面张力的不均匀， 涂料在表面张力差的作用下，由低表面张力处流向高表面张力处，结果形成一个个中心凹陷的孔洞-缩孔。我们将表面张力的不均匀归为缩孔形成的内因。其实涂料本身的一些性质， 如涂料粘度、触变性、涂料干燥速度以及涂膜厚度等，能加剧或减弱涂料流体的流动能力， 从而会加剧或减弱缩孔的程度，我们将这些因素归为缩孔的外因。内因是缩孔的必然条件，外因可以适当控制或加剧缩孔的程度。
涂料施工后，干燥成膜过程中，表面溶剂挥发，表面聚合物的浓度增高，涂料粘度增高，都会导致表面张力和表面密度超过本体，形成凹陷。总的来说，较厚涂膜(> 4 mm)的液体涂层，主要是密度梯度驱使流动，较薄的液体涂层是表面张力梯度控制流动，形成一个个缩孔。
消泡剂的影响乳胶漆中使用了乳液、润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂等，原料中含有表面活性物质或表面活性剂，容易生成气泡。泡沫阻碍颜填料分散、降低设备利用率、延长生产周期，严重的带来涂膜缺陷、针孔和缩孔。涂料生产好后第二次使用，施工工具带进空气，涂料润湿基材置换出基材空隙中的空气，这些空气在表面活性物质的作用下成为气泡，因此要使用消 泡剂消除这些气泡。消泡剂的表面张力应小于消泡液体的表面张力，在消泡体系中溶解度尽 量小，有良好的分散性。不能与体系中其它物质反应，不影响颜填料及乳液的稳定性，有很强的扩散能力，不能影响涂料的性能。消泡剂选择最重要的是干膜的性能选择。
为保护涂料生产和施工的正常，使用消泡剂，从涂料成分与性能关系分析，虽然消泡剂对涂料及涂膜性能的影响很小，但它是一种表面活性剂，表面张力低于涂料体系，通常其 HLB 值在 3 左右，它不溶解于涂料体系，但可以微小液滴形式分散在涂料体系中，其最佳液滴的直径大小就是气泡壁的壁厚。消泡剂液滴过大或过小都会影响到涂料的性能，消泡剂液滴过小(消泡剂过度分散)消弱了消泡性能；过大，则涂料体系中有表面张力低于本体涂料的液滴存在，导致涂膜缩孔现象。因此，有关消泡剂引起的缩孔主要是消泡剂本身存在相容性欠佳，或分散性欠佳，消泡剂在涂料体系中分散的颗粒过大，或消泡活性物质容易聚集成较大的消泡剂微滴。选用醋丙、醋叔和苯丙乳液制备三个 PVC ~ 40%的有光涂料，光泽在20 ~ 45% (苯丙光泽 20%)，选用三种不同的消泡剂：含少量硅矿油的 Foamaster NXZ、分散性较好的 Foamaster 111 以及分子级消泡剂 FoamStar A10。从表 1 结果看，普通消泡剂不具备光泽潜力，容易产生缩孔，分子级的消泡剂 FoamStar A10 相容性最好，可明显减少漆膜缩孔。
聚合物 Tg 后， 分子链节运动变得容易，链节间距离加宽，结构气孔变大，通透性加强。由于涂料本身存在表面张力不均匀的小分相，或基材被污染等问题，导致涂料施工过程中涂料对基材润湿不良，结果涂膜表面出现针孔和缩孔。针孔的尺寸在 10-3 ~ 10-1 mm，缩孔尺寸大小能达几毫米甚至几十毫米。缩孔很容易透过液体水，在毛细作用下针孔成为水流通的通道。
针孔和缩孔的存在不仅影响涂膜的外观，涂装验收难以通过，更严重的是影响涂漠的防水渗透功能，缩孔的存在，降低涂膜的封密性，水进出涂膜变得更容易。涂膜通透性加强，水分的渗透最终会导致墙体湿度增加、室内潮湿、滋生霉菌，涂膜变色，起泡、脱落、泛碱， 涂膜加速老化等。 4.涂膜缩孔的影响因素
4.1.消泡剂的影响乳胶漆中使用了乳液、润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂等，原料中含有表面活性物质或表面活性剂，容易生成气泡。泡沫阻碍颜填料分散、降低设备利用率、延长生产周期，严重的带来涂膜缺陷、针孔和缩孔。涂料生产好后第二次使用，施工工具带进空气，涂料润湿基材置换出基材空隙中的空气，这些空气在表面活性物质的作用下成为气泡，因此要使用消 泡剂消除这些气泡。消泡剂的表面张力应小于消泡液体的表面张力，在消泡体系中溶解度尽 量小，有良好的分散性。不能与体系中其它物质反应，不影响颜填料及乳液的稳定性，有很强的扩散能力，不能影响涂料的性能。消泡剂选择最重要的是干膜的性能选择。
为保护涂料生产和施工的正常，使用消泡剂，从涂料成分与性能关系分析，虽然消泡剂对涂料及涂膜性能的影响很小，但它是一种表面活性剂，表面张力低于涂料体系，通常其 HLB 值在 3 左右，它不溶解于涂料体系，但可以微小液滴形式分散在涂料体系中，其最佳液滴的直径大小就是气泡壁的壁厚。消泡剂液滴过大或过小都会影响到涂料的性能，消泡剂液滴过小(消泡剂过度分散)消弱了消泡性能；过大，则涂料体系中有表面张力低于本体涂料的液滴存在，导致涂膜缩孔现象。因此，有关消泡剂引起的缩孔主要是消泡剂本身存在相容性欠佳，或分散性欠佳，消泡剂在涂料体系中分散的颗粒过大，或消泡活性物质容易聚集成较大的消泡剂微滴。选用醋丙、醋叔和苯丙乳液制备三个 PVC ~ 40%的有光涂料，光泽在20 ~ 45% (苯丙光泽 20%)，选用三种不同的消泡剂：含少量硅矿油的 Foamaster NXZ、分散性较好的 Foamaster 111 以及分子级消泡剂 FoamStar A10。从表 1 结果看，普通消泡剂不具备光泽潜力，容易产生缩孔，分子级的消泡剂 FoamStar A10 相容性最好，可明显减少漆膜缩孔。
表 1 亲水涂料体系中消泡剂缩孔比较
注：涂料体系：乳液 = 40%，粉体 = 39%，PVC ~ 40%的涂料，玻璃板基材，湿涂膜厚度 100 μm；缩孔定级：5 – 没有缩孔，1 – 膜严重缩孔。
