涂料中的基材润湿剂

涂料工业：

两种不同的润湿的概念

基材润湿：涂料在基材的铺展性的好坏，主要针对基材表面

颜料润湿：涂料置换颜填料表面空气的能力，主要针对颜填料表面

表面张力的概念

表面活性剂的作用与原理

表面活性剂通过迁移到体系表面，降低体系的表面张力，从而实现各种功能

静态表面张力的概念与测量

表面活性剂在体系中对表面完全覆盖，达到平衡状态以后所达到的表面张力称为静态表面张力

动态表面张力的概念

动态表面张力表示的是表面张力从体系内部迁移到表面的能力，迁移的速度越快，则动态表面活性越出色

动态表面张力的测量

气泡法

什么是基材润湿

基材润湿就是涂料在底材上的铺展程度，基材润湿能力越好，铺展程度越好，润湿越不好，越不能铺展

润湿是一个动态过程，有时候除了最终的润湿效果，润湿的速度也很重要，动态表面张力是衡量润湿速度的指标

良好的基材润湿的条件

体系的表面张力低于底材

在体系的表面张力低于底材的前提下，润湿的速度随着不同的体系，仍有很大差别，基材润湿剂在其中起到很大的作用，尤其对于水性体系

润湿好坏的数据指标—接触角

接触角越小，润湿效果越好

涂料配方中为什么要加基材润湿剂

涂料中，经常会碰到一些低表面张力的底材，这时候需要通过一些助剂或者配方的调整，降低体系的表面张力到低于底材的表面张力，从而达到良好的底材润湿

溶剂型体系，基材润湿剂不是必须要加的助剂，很多流平剂特别是有机硅流平剂和有机氟流平剂，都有很好的底材润湿能力

在水性体系，由于水的表面张力太高，基材润湿剂通常是必须加的，而且通常在水性体系，基材润湿剂与流平剂不是同一种助剂

什么样的物质可以做基材润湿剂

通常是两亲性聚合物，一端与体系相容，一端与体系不形容，在油性体系通常是有机硅或者有机氟类聚合物，水性体系，一些碳氢类两亲聚合物也有类似效果

通常分子量比较小

溶剂型体系用基材润湿剂的种类

聚醚改性聚硅氧烷

有机氟聚合物

溶剂型体系的基材润湿剂通常同时兼有流平作用，跟流平剂经常是同一个助剂

水性体系用基材润湿剂的种类

常规有机小分子表面活性剂

聚醚改性聚硅氧烷

炔二醇及其衍生物

有机氟及其衍生物

常规小分子类表面活性剂的种类

辛基琥珀酸钠盐

脂肪醇聚氧乙烯醚

基材润湿剂的重要一类--聚醚改性硅油

有机硅润湿剂在水性涂料中的效果

有机硅基材润湿剂在水中低表面张力的来源

因其特殊结构（伞形结构），有机硅基材润湿剂可以将水的表面张力降低到21左右

有机硅基材润湿剂与有机硅流平剂的差别

聚醚改性硅油结构与润湿性能的关系

有机硅基材润湿剂的主要缺点--水解稳定性

典型的有机硅润湿剂在PH=13的体系中的稳定性

有机硅基材润湿剂的水解反应机理

炔二醇类基材润湿剂的基本结构

2，4，7，9-四甲基-5-葵炔-4，7-二醇

表面张力约35

2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇

表面张力约25

改性炔二醇类基材润湿剂的基本结构

随着聚醚改性程度的提高，亲水性逐渐增加，性能从消泡逐步到低泡，稳泡过渡

炔二醇类表面活性剂的性能特点

动态表面张力与静态表面张力差别小

性能通过结构的调整（主要是聚醚改性）可以在很大的范围内变化（从消泡到低泡到起泡）

特别适用于高速体系（快速印刷，喷墨等）

炔二醇类基材润湿剂的优点--动态表面张力

炔二醇类基材润湿剂作为分子级消泡剂的原理

含氟基材润湿剂的结构与特点

CF₃-(CF₂)_n-CH₂COONa

CF₃-(CF₂)_n-CH₂CH₂SO₃Na

CF₃-(CF₂)_n-CH₂CH₂-(OCH₂CH₂)_m-OH

优点：

1. 通常表面张力比较低，部分长氟碳链的表面张力可以达到20以下

2. 对酸碱非常稳定

缺点：

1.  价格通常很高

2.  稳泡性较高

各种基材润湿剂的性能比较

理想的基材润湿剂所要具备的条件

1. 表面张力低，润湿性能高

2. 耐水解性能好

3. 低泡或者带有消泡效果

4. 在涂料配方中的通用性广泛

5. 对涂料的其他性能无不良影响

编辑：李静静

作者：上海泰格聚合物技术有限公司总经理田骏翔