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浅谈助剂在水性助剂中的作用

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目前,国内水性涂料发展势头很快,很多新产品不断问世。但很多产品都是在继承油性产品,或者说是油性产品的技术翻版。
水性树脂,大多数不是水溶的,只是水分散体,而溶剂型树脂则是几乎全溶于溶剂当中。显然,水和有机溶剂对树脂的溶解力,以及对成膜物质的润湿铺展能力有很大差别。区别最明显、最突出、影响力最大的就是表面张力,因此水性涂料与溶剂型涂料有着截然不同的特性。因此,对于水性涂料的要求要有别于溶剂型涂料,不仅所选用的成膜物质,而且更重要的是选用的助剂。在水性涂料配方设计、生产工艺、涂装工艺上,都需要借助助剂来实现涂料所具有的的良好功能。众所周知,水的表面张力约为72mN/m(20℃),在绝大多数基材上润湿、铺展不佳,这就使润湿剂、流平剂在水性涂料配方中显得非常重要。因此,在水性产品研发过程中,不仅要在水性树脂上有突破,更需要有配套的润湿剂、流平剂等助剂。
水性涂料从生产到涂装,几乎整个过程都存在着润湿过程。这里包括颜料分散、渗透、铺展成膜,甚至还有涂膜雾化、动态平衡等。润湿是一种界面现象,在这一现象中,润湿程度与润湿发生时能量的大小相对应,这能量大小与物质界面能力直接相关。总的来说,在表面活性剂当中,表面活性剂润湿性能可归纳为碳氢化合物<有机硅<氟碳化合物。
除此之外,还要满足:
1)被涂物表面张力一定要比施涂物的表面张力高。
2)润湿剂必须是能够在界面吸附的两亲结构化合物。
3)吸附要有一定密度,最好能够达到单层饱和吸附。
4)吸附排列要有方向性。
显然,有机硅(一般指有机改性有机硅)可以满足以上要求,以聚醚改性有机硅为例:
一般聚醚改性短链有机硅的表面张力在23mN/m以下(0.1%水溶液),低于绝大多数基材的表面张力(见下表),完全可以将润湿角降至90°,甚至0°。


其次,聚醚改性有机硅是亲水性聚醚链段和亲油性硅氧烷链段接枝而成(结构见下图),是一种两亲结构化合物。



1楼2020-07-08 14:50回复