河流桌制作中气泡问题研究

＊李航昱

（漳州新阳科技有限公司 福建 363000）

1.前言

河流桌创新性地引入了桌面人造“河流”的概念，透明性很高的环氧树脂胶与天然木材交织在一起形成了造型新颖、风格多变的时尚家居。然而河流桌一般厚度在3-15cm，单次灌胶的厚度也就较大，成品往往会有较多气泡难以消除。

2.试验部分

(1)试验试剂

环氧河流胶（漳州新阳科技有限公司），消泡剂（市售品）。

(2)试验设备

电子天平，电子搅拌器，万能试验机，热变形维卡软化试验机，新三思（深圳）实验设备有限公司。

(3)测试方法

消泡性能测试：100g环氧河流胶加入消泡剂后自然固化；凝胶时间测试：600g环氧河流胶于25℃下空气中自然固化；力学性能测试：GB/T 2567-2008；热变形温度：GB/T 1634-2019。

3.分析与结果

(1)木材表面封闭

一般可用固化速度较快的环氧树脂胶以刷涂的方式将木材表面封闭，防止气泡从木材疏松的孔洞中往外冒，在接近表干但略有粘手时可进行下道工序。

(2)真空消泡

浇注前的搅拌会带入大量的气泡，未经处理会有相当部分固结在产品中。因此一般需要根据浇注环氧树脂胶的质量及所用容器，进行恰当的真空搅拌，或搅拌后再进行真空处理也可以。

(3)浇注方式

将几公斤到几十公斤的环氧树脂胶快速倒入河流桌模具中，往往会带入大量的气泡，如果倒胶时缓慢沿着“河床”边缘注入，会大大减轻这种情况。

(4)消泡剂的选择

图1 消泡剂的消泡与脱泡作用

在浇注产品时带入的空气，仍需恰当的消泡剂处理。河流桌作为高透要求的产品，透明性是消泡剂筛选的否决项，影响固化物透明性的消泡剂主要是其与环氧树脂胶体系的相容性不好。在消泡剂选择上应根据厂商技术资料或者销售人员的建议，优先考虑与环氧体系相容性好的产品。根据表1结果，BYK 535、国产2号、标美800、标美832不符合性能要求。在兼顾高透性能的同时还应具有很好的消泡性能，但透明性与消泡性往往矛盾，透明性高的产品消泡性一般不太理想，消泡性强的产品透明性又比较糟糕。透明性与消泡性取得恰当的平衡的才是合适的。消泡剂是低表面张力的液体，其评价一般有脱泡性（含抑泡性）、消泡性（狭义）两个方面，在河流桌的应用场景下，脱泡性可能更为重要。在同时测试了BYK 141、BYK 072、BYK 530、TEGO 920、ELEMENTIS 6800、ELEMENTIS 6500等几款消泡剂的基础上，综合来看国产1号消泡剂有很好的透明性和不错的消泡性，其良好的脱泡性使搅拌带入的气泡快速聚集形成大泡并迁移至表面，不错的消泡性（狭义）又使气泡快速破灭，是最适合的产品。以下均为应用国产1号消泡剂进行的相关测试。

表1 消泡剂型号对消泡性及透明性的影响

(5)消泡剂比例的影响

一般消泡剂比例越高，消泡性能越好，固化物透明性越差。消泡剂比例的选择应在兼顾透明性与消泡性的基础上选择合适的量。从表2看出，国产1号消泡剂在100g环氧浇注体中质量占比为2‰时，仍具有较好的消泡性和透明性。厚度10cm的环氧浇注体中质量占比为1‰、2‰时，含2‰消泡剂的环氧浇注体透明性略差，而含1‰消泡剂的则兼顾了透明性与消泡性。

表2 国产1号消泡剂比例对消泡性及透明性的影响

(6)消泡剂对力学性能、耐热性影响

消泡剂不参与环氧固化反应，考虑其微量添加量理论上会略微降低固化物的力学性能及耐热性，图2的结果也支持了这一点。但消泡剂的加入减少了浇注体的缺陷，对力学性能和耐热性反而可能是有益的。国内研究消泡剂对环氧浇注体力学性能影响的几乎没有，在涂料应用方面董玉华等认为消泡剂比例小于8‰时硬度基本无变化，达到8‰时耐冲击性有所提高。

图2 消泡剂对力学性能、耐热性的影响

(7)消泡剂对凝胶时间影响

从表3看出消泡剂会在一定程度上延缓环氧河流胶的凝胶，这可能是由于消泡剂或其含有的部分溶剂上的基团影响了环氧树脂与胺开环聚合的活性，如酮基、腈基、酯基、硝基、烷氧基等。可以与厂商沟通，定制不含溶剂的消泡剂型号。

表3 消泡剂对凝胶时间影响

(8)存放时间对消泡性能的影响

该消泡剂保质期为24个月。从表4看出存放27个月后已超过保质期3个月，但实际消泡性并无明显差异。消泡剂的保质期较长，一般为2-5年，其有效成分通常较稳定，在保质期内活性变化不大，即使略微超出有效期，其消泡效果仍有一定保障。不过建议还是在保质期内使用。

表4 存放时间对消泡性能的影响

(9)消泡剂的毒性

河流桌为人体接触产品，往往为餐桌、茶几等，关注消泡剂毒性很有必要。常规的消泡剂一般为矿物油型、有机硅型、非硅聚合物型等，成分为载体油、聚硅氧烷、非硅消泡聚合物、乳化剂、憎水颗粒、防腐剂等，均为实际无毒或者微毒级，部分消泡剂甚至可以应用于发酵工业，属于食品级。选用的该款消泡剂毒性很低，主要是有一定刺激性，考虑其在产品中的比例，较为安全。

4.结论与展望

通过河流桌制作中木材表面处理、真空消泡、浇注方式的控制，配合适当比例的消泡剂可以实现成品河流桌低气泡与透明性的兼顾。保质期内的选定消泡剂其消泡性能不会随存放时间的增加而有较大变化，微量消泡剂的加入本身也不会带来明显的毒性，但会轻微延长环氧树脂胶的凝胶时间。环氧河流胶表面张力、粘度、放热峰温度，操作室温度等因素均会明显影响河流桌成品气泡残留情况，由于时间所限只能留待后续研究。文中方法对环氧胶大量灌注也有一定参考意义。