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涂料配方設(shè)計如何選擇潤濕劑?表面張力成為重要決定因素之一
來源:麥爾化工 瀏覽 473 次 發(fā)布時間:2024-03-25
在探討涂料的應(yīng)用和涂裝工藝時,理解并掌握表面張力的概念至關(guān)重要。表面張力是液體表面分子間相互吸引造成的一種表面收縮力,它是液體對固體或其它液體的潤濕能力的一個關(guān)鍵物理量。涂料的表面張力決定了其在基材上的流動性和覆蓋能力,尤其在復(fù)雜曲面或多孔材質(zhì)的基材上,這一點尤為重要。
為了優(yōu)化這一性能,基材潤濕劑的加入顯得尤為重要,如某廠家的基材潤濕劑HY-6083,它是聚醚硅氧烷共聚物,強烈降低表面張力,19.8達(dá)因,不穩(wěn)泡,潤濕鋪展性好,優(yōu)異的防縮孔效果,特別適合難潤濕底材,對標(biāo)TEGO 270。
當(dāng)我們討論表面張力時,需區(qū)分靜態(tài)表面張力和動態(tài)表面張力。靜態(tài)表面張力是指表面活性劑在涂料體系內(nèi)達(dá)到一種穩(wěn)定平衡狀態(tài)后的表面張力,這可以通過經(jīng)典的du Nouy環(huán)法來測定。動態(tài)表面張力則描述了表面活性劑分子從液體內(nèi)部向表面遷移并降低表面張力的速率,這種速度的快慢直接影響涂料的初始潤濕性能,通常采用“最大氣泡壓力”法來測試。
潤濕劑的選擇是一個復(fù)雜的過程,不僅需要考慮其降低表面張力的能力,還需考慮其分子結(jié)構(gòu)與待潤濕的材料之間的相互作用。合適的潤濕劑能夠提升涂料與基材的界面親和性,從而實現(xiàn)更好的潤濕效果。但是,并非所有潤濕劑都能適用于所有類型的底材,因此需要根據(jù)具體材料的性質(zhì)來選擇合適的潤濕劑。
同時,降低表面張力并非沒有任何副作用。雖然低表面張力有助于涂料在基材上的鋪展,但過低的表面張力也容易導(dǎo)致液體體系中氣泡的形成,從而使得消泡變得更加困難。氣泡的存在不僅會影響涂膜的外觀,還可能導(dǎo)致涂膜性能的降低,因此在選擇潤濕劑時也需要權(quán)衡這一點。特別是對于一些能極度降低表面張力的潤濕劑,如含氟類潤濕劑,雖然它們在提升涂料潤濕能力方面表現(xiàn)出色,但同時也帶來了控制氣泡的新挑戰(zhàn)。
潤濕劑的種類繁多,它們可以基于不同的化學(xué)組成和特性來分類。如按照潤濕目標(biāo)不同,可以分為基材潤濕劑和顏料潤濕分散劑?;臐櫇駝┑哪繕?biāo)是改善涂料與基材的接觸和黏附,從而促進(jìn)涂料均勻鋪展;而顏料潤濕分散劑則旨在促進(jìn)顏料粒子在涂料中的均勻分散,并防止其團聚沉淀。盡管這兩類潤濕劑在減少固/液界面張力上有共同點,但它們在具體應(yīng)用中的側(cè)重點和功能差異顯著。因此,在涂料配方設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)所需的涂裝效果、基材類型以及顏料和填料的特性來精心選擇潤濕劑。