河流桌制作中氣泡問題研究

＊李航昱

（漳州新陽科技有限公司 福建 363000）

1.前言

河流桌創(chuàng)新性地引入了桌面人造“河流”的概念，透明性很高的環(huán)氧樹脂膠與天然木材交織在一起形成了造型新穎、風格多變的時尚家居。然而河流桌一般厚度在3-15cm，單次灌膠的厚度也就較大，成品往往會有較多氣泡難以消除。

2.試驗部分

(1)試驗試劑

環(huán)氧河流膠（漳州新陽科技有限公司），消泡劑（市售品）。

(2)試驗設備

電子天平，電子攪拌器，萬能試驗機，熱變形維卡軟化試驗機，新三思（深圳）實驗設備有限公司。

(3)測試方法

消泡性能測試：100g環(huán)氧河流膠加入消泡劑后自然固化；凝膠時間測試：600g環(huán)氧河流膠于25℃下空氣中自然固化；力學性能測試：GB/T 2567-2008；熱變形溫度：GB/T 1634-2019。

3.分析與結果

(1)木材表面封閉

一般可用固化速度較快的環(huán)氧樹脂膠以刷涂的方式將木材表面封閉，防止氣泡從木材疏松的孔洞中往外冒，在接近表干但略有粘手時可進行下道工序。

(2)真空消泡

澆注前的攪拌會帶入大量的氣泡，未經處理會有相當部分固結在產品中。因此一般需要根據澆注環(huán)氧樹脂膠的質量及所用容器，進行恰當的真空攪拌，或攪拌后再進行真空處理也可以。

(3)澆注方式

將幾公斤到幾十公斤的環(huán)氧樹脂膠快速倒入河流桌模具中，往往會帶入大量的氣泡，如果倒膠時緩慢沿著“河床”邊緣注入，會大大減輕這種情況。

(4)消泡劑的選擇

圖1 消泡劑的消泡與脫泡作用

在澆注產品時帶入的空氣，仍需恰當的消泡劑處理。河流桌作為高透要求的產品，透明性是消泡劑篩選的否決項，影響固化物透明性的消泡劑主要是其與環(huán)氧樹脂膠體系的相容性不好。在消泡劑選擇上應根據廠商技術資料或者銷售人員的建議，優(yōu)先考慮與環(huán)氧體系相容性好的產品。根據表1結果，BYK 535、國產2號、標美800、標美832不符合性能要求。在兼顧高透性能的同時還應具有很好的消泡性能，但透明性與消泡性往往矛盾，透明性高的產品消泡性一般不太理想，消泡性強的產品透明性又比較糟糕。透明性與消泡性取得恰當的平衡的才是合適的。消泡劑是低表面張力的液體，其評價一般有脫泡性（含抑泡性）、消泡性（狹義）兩個方面，在河流桌的應用場景下，脫泡性可能更為重要。在同時測試了BYK 141、BYK 072、BYK 530、TEGO 920、ELEMENTIS 6800、ELEMENTIS 6500等幾款消泡劑的基礎上，綜合來看國產1號消泡劑有很好的透明性和不錯的消泡性，其良好的脫泡性使攪拌帶入的氣泡快速聚集形成大泡并遷移至表面，不錯的消泡性（狹義）又使氣泡快速破滅，是最適合的產品。以下均為應用國產1號消泡劑進行的相關測試。

表1 消泡劑型號對消泡性及透明性的影響

(5)消泡劑比例的影響

一般消泡劑比例越高，消泡性能越好，固化物透明性越差。消泡劑比例的選擇應在兼顧透明性與消泡性的基礎上選擇合適的量。從表2看出，國產1號消泡劑在100g環(huán)氧澆注體中質量占比為2‰時，仍具有較好的消泡性和透明性。厚度10cm的環(huán)氧澆注體中質量占比為1‰、2‰時，含2‰消泡劑的環(huán)氧澆注體透明性略差，而含1‰消泡劑的則兼顧了透明性與消泡性。

表2 國產1號消泡劑比例對消泡性及透明性的影響

(6)消泡劑對力學性能、耐熱性影響

消泡劑不參與環(huán)氧固化反應，考慮其微量添加量理論上會略微降低固化物的力學性能及耐熱性，圖2的結果也支持了這一點。但消泡劑的加入減少了澆注體的缺陷，對力學性能和耐熱性反而可能是有益的。國內研究消泡劑對環(huán)氧澆注體力學性能影響的幾乎沒有，在涂料應用方面董玉華等認為消泡劑比例小于8‰時硬度基本無變化，達到8‰時耐沖擊性有所提高。

圖2 消泡劑對力學性能、耐熱性的影響

(7)消泡劑對凝膠時間影響

從表3看出消泡劑會在一定程度上延緩環(huán)氧河流膠的凝膠，這可能是由于消泡劑或其含有的部分溶劑上的基團影響了環(huán)氧樹脂與胺開環(huán)聚合的活性，如酮基、腈基、酯基、硝基、烷氧基等?？梢耘c廠商溝通，定制不含溶劑的消泡劑型號。

表3 消泡劑對凝膠時間影響

(8)存放時間對消泡性能的影響

該消泡劑保質期為24個月。從表4看出存放27個月后已超過保質期3個月，但實際消泡性并無明顯差異。消泡劑的保質期較長，一般為2-5年，其有效成分通常較穩(wěn)定，在保質期內活性變化不大，即使略微超出有效期，其消泡效果仍有一定保障。不過建議還是在保質期內使用。

表4 存放時間對消泡性能的影響

(9)消泡劑的毒性

河流桌為人體接觸產品，往往為餐桌、茶幾等，關注消泡劑毒性很有必要。常規(guī)的消泡劑一般為礦物油型、有機硅型、非硅聚合物型等，成分為載體油、聚硅氧烷、非硅消泡聚合物、乳化劑、憎水顆粒、防腐劑等，均為實際無毒或者微毒級，部分消泡劑甚至可以應用于發(fā)酵工業(yè)，屬于食品級。選用的該款消泡劑毒性很低，主要是有一定刺激性，考慮其在產品中的比例，較為安全。

4.結論與展望

通過河流桌制作中木材表面處理、真空消泡、澆注方式的控制，配合適當比例的消泡劑可以實現成品河流桌低氣泡與透明性的兼顧。保質期內的選定消泡劑其消泡性能不會隨存放時間的增加而有較大變化，微量消泡劑的加入本身也不會帶來明顯的毒性，但會輕微延長環(huán)氧樹脂膠的凝膠時間。環(huán)氧河流膠表面張力、粘度、放熱峰溫度，操作室溫度等因素均會明顯影響河流桌成品氣泡殘留情況，由于時間所限只能留待后續(xù)研究。文中方法對環(huán)氧膠大量灌注也有一定參考意義。