Микропузырьки и подповерхностная пена: почему их труднее устранить

Технология водного пеногасителя

В системах покрытий и красок на водной основе пена, которая наиболее заметна (большие пузырьки на поверхности, образующиеся во время смешивания и нанесения), часто является наименее повреждающей. Его легко увидеть, легко оценить, и во многих случаях он быстро разрушается сам по себе или при минимальном вмешательстве пеногасителя. Более проблемной категорией является пена, которую невозможно увидеть на поверхности: микропузырьки и подповерхностные воздушные карманы, которые остаются распределенными во влажной пленке и проявляют свое присутствие в качестве дефектов только после высыхания или отверждения покрытия.

Три типа пены и почему они ведут себя по-разному

Поверхностная макропена

Крупные, хорошо видимые пузырьки на поверхности покрытия. Они быстро поднимаются из-за своей плавучести, их легко обнаружить и являются основной целью большинства традиционных систем пеногасителей. Обычно их решают до нанесения пленки.

Микропузырьки

Очень маленькие пузырьки воздуха — слишком маленькие, чтобы быстро подниматься сквозь влажную пленку, и слишком многочисленные, чтобы их можно было устранить по отдельности. Их высокое соотношение площади поверхности к объему означает, что они стабилизируются теми же поверхностно-активными веществами, которые стабилизируют эмульсию покрытия, что делает их по своей природе устойчивыми к традиционным методам пеногасления.

Подповерхностная (темная) пена

Воздушные карманы, захваченные внутри пленки, а не на ее поверхности, иногда называются «темной пеной», поскольку они невидимы без поперечного сечения пленки. Они не проявляются во время мокрого контроля, но после высыхания вызывают снижение блеска, неровности поверхности или дефекты в виде точечных отверстий.

Почему микропузырьки и подповерхностную пену сложнее удалить

Обычные пеногасители действуют преимущественно на поверхности жидкости — они мигрируют к границе раздела воздух-жидкость, дестабилизируют пленку пены и позволяют газу выйти. Этот механизм эффективен для крупных поверхностных пузырьков, которые уже находятся близко к поверхности или у нее. У микропузырьков и подповерхностного воздуха другая проблема: они распределяются по объему жидкости, часто стабилизируются собственной системой поверхностно-активных веществ покрытия, а их небольшой размер означает, что они поднимаются слишком медленно, чтобы достичь поверхности до того, как пленка начнет схватываться.

Стандартная проверка видимой пены — осмотр поверхности покрытия после смешивания — не обнаруживает микропузырьков или подповерхностного воздуха. Покрытие, которое после смешивания выглядит чистым от пены, все же может содержать значительный внутренний объем воздуха, который становится заметным только после нанесения и высыхания.

Как скрытая пена приводит к дефектам пленки

Уменьшение глянца	Микропузырьки, распределенные по пленке, создают микроскопические неровности поверхности, которые рассеивают отраженный свет, уменьшая измеренный и воспринимаемый блеск, даже если поверхность кажется гладкой.
Пониженная плотность пленки	Подповерхностные воздушные карманы занимают объем внутри отвержденной пленки, снижая эффективную плотность сшивок и общую когезионную способность пленки в этих зонах.
Дефекты поверхности после отверждения	Воздух, выделяющийся во время сушки или запекания из подповерхностных карманов, создает точечные отверстия, микрократеры или выступающие пятна в поверхностном слое после того, как окружающая пленка уже застыла.
Непоследовательный внешний вид	Неравномерное распределение микропузырьков создает зоны с немного разным блеском или текстурой поверхности на одной и той же панели с покрытием.

Пеногаситель ДХ-2278С для водных систем

DH-2278S представляет собой пеногаситель для систем покрытий на водной основе, разработанный с возможностью удаления как обычной поверхностной пены, так и более сложных категорий микропузырьков и подземного воздуха. Помимо разрушения поверхностной пены, он обеспечивает определенную степень устойчивого пеноподавления в объеме системы, помогая уменьшить объем воздуха, который остается захваченным влажной пленкой перед нанесением и высыханием.

Только стандартный пеногаситель

Эффективен против крупных пузырьков на поверхности.
Ограниченное действие на микропузырьки внутри объема
Подземный воздух не обрабатывается — остается во влажной пленке
Снижение глянца и дефекты поверхности после отверждения сохраняются.
Проблемы совместимости могут привести к образованию кратеров в некоторых системах.

DH-2278S

Работает как с поверхностной пеной, так и с внутренними микропузырьками.
Устойчивая способность подавления в пределах системы
Уменьшает объем подповерхностного воздуха, попадающего в нанесенную пленку.
Способствует улучшению блеска, плотности пленки и однородности поверхности.
Хорошая совместимость с водными системами — меньший риск образования кратеров

Часто задаваемые вопросы

Если после смешивания поверхность покрытия выглядит чистой от пены, означает ли это отсутствие микропузырьков?

Не обязательно — внешний вид поверхности после смешивания отражает только состояние макропены. Микропузырьки, стабилизированные системой поверхностно-активных веществ покрытия, могут присутствовать в значительном количестве без видимых признаков поверхности. Измерение блеска панелей с пониженным давлением после применения различных пеногасителей является более надежным индикатором того, достаточно ли учтены внутренние проблемы с воздухом.

Почему некоторые пеногасители вызывают образование кратеров в водных системах?

Пеногасители работают за счет локального снижения поверхностного натяжения на границе раздела пены. Если пеногаситель несовместим с системой покрытия – либо потому, что он слишком гидрофобен, либо слишком сконцентрирован на поверхности, либо содержит компоненты, которые преимущественно мигрируют к поверхности пленки – он может создать локализованные зоны с низким поверхностным натяжением, которые вызывают образование кратеров так же, как и любое поверхностное загрязнение. Совместимость пеногасителя с конкретным водным составом всегда требует проверки.

Следует ли добавлять пеногаситель в начале смешивания или на стадии разбавления?

В большинстве составов на водной основе пеногаситель наиболее эффективен при добавлении на ранней стадии — до или во время смешивания с высокой скоростью сдвига — поэтому он присутствует при добавлении воздуха. Вторая меньшая добавка при разжижении может помочь устранить пену, появившуюся на этом этапе. Добавление пеногасителя только в конце смешивания устраняет уже образовавшуюся пену на поверхности, но не уменьшает количество воздуха, включенного во время обработки.

Может ли снижение скорости смешивания устранить необходимость в пеногасителе?

Уменьшение скорости сдвига снижает скорость включения воздуха, что может уменьшить образование макропены на поверхности. Однако некоторый воздухововлечение присуще смешиванию любой водорастворимой системы независимо от скорости, и микропузырьки могут образовываться даже при низком усилии сдвига в составах с высоким содержанием поверхностно-активных веществ. Пеногаситель решает проблему, которую не может устранить один только контроль процесса.

Ключевой вывод

Видимая поверхностная пена — это лишь часть проблемы управления воздухом в покрытиях на водной основе. Микропузырьки и подповерхностный воздух, которые не полностью устраняются стандартными пеногасителями и средствами контроля процесса, являются более распространенным источником снижения глянца, потери плотности пленки и дефектов поверхности после отверждения.

Микропузырьки стабилизируются собственной системой поверхностно-активных веществ покрытия и противостоят традиционным пеногасителям.
Подповерхностный воздух невидим при нанесении, но после высыхания дает блеск и дефекты поверхности.
DH-2278S предназначен как для поверхностной, так и для подповерхностной пены в системах на водной основе.
Измерение глянца на вытяжных панелях является более надежным, чем визуальный осмотр поверхности, для оценки эффективности пенообразования в водорастворимых составах.

Наблюдаете снижение глянца, неровности поверхности или дефекты после отверждения в покрытиях на водной основе, несмотря на контроль видимого пенообразования? Запросите технические данные и образец DH-2278S.