消泡剂由于具有很低的表面张力,能够干扰气液界面的表面张力而产生消泡效果。消泡剂种类繁多,有矿物油、有机硅、聚醚、分子级、聚合物类型等。对于乳液型消泡剂,如果乳液太稳定,将减少消泡作用;如果稳定性差,则有较大活性。因此,需要在稳定性和活性之间加以平衡,并选择在水相及油相中溶解度低,而又具有较高活性的消泡剂。
本实验选用了5种不同类型的消泡剂,研究其对体系的影响,结果如表7所示。
从表7可以看出,虽然消泡剂在体系中添加量不大,但是它对漆膜性能有很大影响。消泡剂E是一个浓缩的分子级消泡剂,其贮存稳定性较好,破泡速度较快,尤其是涂膜干燥后没有针孔出现,而且能有效阻止腐蚀介质的进入,从而提高了涂膜的耐盐水性。因此,实验选用E作为体系的消泡剂。
3.6纳米浆料对涂层综合性能的影响
纳米SiO2和纳米TiO2由于其表面效应和体积效应,具有紫外线屏蔽作用和表面活性,可大大改善涂层的抗紫外线老化性,能提高涂层与基体金属的结合力。纳米SiO2对长波段(320~400nm)紫外线的反射率达到88%,对中波段(280~320nm)紫外线的反射率达到85%,对短波段(200~280nm)紫外线的反射率达到70%~80%,且其光学反射谱重复性好。纳米TiO2对200nm以上的紫外线的屏蔽率高达99.99%,当它在水溶液中含量为十万分之五时,其对紫外线的屏蔽率仍然维持在99.9%以上。纳米材料往往先改性,制备成稳定的纳米浆料,然后以改性浆料形式添加到涂料中,以获得稳定的状态和效果。
本文尝试在水性外面漆中加入纳米TiO2浆料,以改善涂膜的耐老化性能。纳米TiO2浆料添加量对涂层性能的影响见表8。从表8可以看出,随着纳米浆料添加量的加大,涂层的耐老化和附着力都有一定提高,并且漆膜外观良好,无针孔等现象,耐盐水性能也有提高。当纳米浆料添加量大于0.5%时,涂膜性能反而下降。这是因为过量的纳米浆料不稳定,容易团聚,造成涂料的贮存稳定性下降,涂膜外观不佳等现象。故纳米TiO2浆料添加量以0.5%为佳。实验将未添加纳米浆料的水性外面漆和加入0.5%的纳米TiO2浆料的水性外面漆的涂膜进行扫描电镜测试,以考察涂层的致密性,结果见图2。
图2a是未添加纳米浆料的水性外面漆,在其涂层中就出现了一些孔洞。图2b是添加了0.5%纳米浆料的水性外面漆,其致密性良好。原因是纳米粒子本身能填补一些纳米级的微孔;其次,由于纳米粒子的强大的活性而吸附颜填料,使涂料中填料与基料分子之间能够以化学键合和化学吸附相结合,从而提高涂层致密性。