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涂料配方设计如何选择润湿剂?表面张力成为重要决定因素之一

来源:麦尔化工 浏览 64 次 发布时间:2024-03-25

在探讨涂料的应用和涂装工艺时,理解并掌握表面张力的概念至关重要。表面张力是液体表面分子间相互吸引造成的一种表面收缩力,它是液体对固体或其它液体的润湿能力的一个关键物理量。涂料的表面张力决定了其在基材上的流动性和覆盖能力,尤其在复杂曲面或多孔材质的基材上,这一点尤为重要。


为了优化这一性能,基材润湿剂的加入显得尤为重要,如某厂家的基材润湿剂HY-6083,它是聚醚硅氧烷共聚物,强烈降低表面张力,19.8达因,不稳泡,润湿铺展性好,优异的防缩孔效果,特别适合难润湿底材,对标TEGO 270。

当我们讨论表面张力时,需区分静态表面张力和动态表面张力。静态表面张力是指表面活性剂在涂料体系内达到一种稳定平衡状态后的表面张力,这可以通过经典的du Nouy环法来测定。动态表面张力则描述了表面活性剂分子从液体内部向表面迁移并降低表面张力的速率,这种速度的快慢直接影响涂料的初始润湿性能,通常采用“最大气泡压力”法来测试。


润湿剂的选择是一个复杂的过程,不仅需要考虑其降低表面张力的能力,还需考虑其分子结构与待润湿的材料之间的相互作用。合适的润湿剂能够提升涂料与基材的界面亲和性,从而实现更好的润湿效果。但是,并非所有润湿剂都能适用于所有类型的底材,因此需要根据具体材料的性质来选择合适的润湿剂。


同时,降低表面张力并非没有任何副作用。虽然低表面张力有助于涂料在基材上的铺展,但过低的表面张力也容易导致液体体系中气泡的形成,从而使得消泡变得更加困难。气泡的存在不仅会影响涂膜的外观,还可能导致涂膜性能的降低,因此在选择润湿剂时也需要权衡这一点。特别是对于一些能极度降低表面张力的润湿剂,如含氟类润湿剂,虽然它们在提升涂料润湿能力方面表现出色,但同时也带来了控制气泡的新挑战。


润湿剂的种类繁多,它们可以基于不同的化学组成和特性来分类。如按照润湿目标不同,可以分为基材润湿剂和颜料润湿分散剂。基材润湿剂的目标是改善涂料与基材的接触和黏附,从而促进涂料均匀铺展;而颜料润湿分散剂则旨在促进颜料粒子在涂料中的均匀分散,并防止其团聚沉淀。尽管这两类润湿剂在减少固/液界面张力上有共同点,但它们在具体应用中的侧重点和功能差异显著。因此,在涂料配方设计时,应根据所需的涂装效果、基材类型以及颜料和填料的特性来精心选择润湿剂。