動(dòng)態(tài)表面張力的重要性

許多和涂料有關(guān)的工藝，如涂料制造(如顏料分散)、混合和施工，均是高速攪拌的過(guò)程，這會(huì)破壞基材表面表面活性劑的濃度和排布，使得涂料在攪拌期間和攪拌后產(chǎn)生更高的動(dòng)態(tài)表面張力。能迅速擴(kuò)散回界面，重新排列，降低表面張力的表面活性劑可降低動(dòng)態(tài)表面張力，也就是說(shuō)，它們?cè)跀嚢柽^(guò)程中和攪拌后不久，就能降低表面張力。它們能切實(shí)有效地提供良好的潤(rùn)濕性和流平性，防止縮孔、魚(yú)眼和其他涂層缺陷。雖然硅氧烷和含氟表面活性劑可以實(shí)現(xiàn)低的靜態(tài)表面張力，但其動(dòng)態(tài)表面張力性能差，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法在動(dòng)態(tài)條件下快速遷移到新產(chǎn)生的界面上，并保持低表面張力狀態(tài)[10]。

有機(jī)超潤(rùn)濕表面活性劑能實(shí)現(xiàn)較低的靜態(tài)表面張力和極低的動(dòng)態(tài)表面張力；因此，他們往往是傳統(tǒng)硅氧烷和含氟表面活性劑的極佳替代品。另外，由于傳統(tǒng)的硅氧烷和含氟表面活性劑具有疏有機(jī)性，因此用于水性配方時(shí)，會(huì)遷移到空氣-涂層界面。如果要涂布第二道涂層時(shí)可能導(dǎo)致重涂的問(wèn)題。

與之相比，有機(jī)超潤(rùn)濕表面活性劑，即使在高速涂裝過(guò)程中也能保持低動(dòng)態(tài)性能。通常，它們與大多數(shù)涂料體系也更相容，無(wú)穩(wěn)泡性或穩(wěn)泡性極低，亦不會(huì)帶來(lái)重涂問(wèn)題。圖6給出了一些有機(jī)超潤(rùn)濕表面活性劑與硅氧烷類(lèi)和含氟表面活性劑的靜態(tài)表面張力和動(dòng)態(tài)表面張力性能對(duì)比。

最新硅氧烷技術(shù)提高產(chǎn)品性能

許多水性樹(shù)脂體系的應(yīng)用有一定的局限性，必須通過(guò)使用高性能表面活性劑和消泡劑才能解決。尤其是，基材潤(rùn)濕性差、邊緣收縮、針孔等其他缺陷導(dǎo)致殘次品比例高，制造商成本高。

正確選擇表面活性劑可以提供有效的潤(rùn)濕性和流平性，同時(shí)將泡沫最小化，可以改善涂料的整體性能。近日，已研制出一種新型優(yōu)化硅氧烷超潤(rùn)濕表面活性劑，該產(chǎn)品呈現(xiàn)硅氧烷提供的優(yōu)異的鋪展性、流動(dòng)性和流平性，及有機(jī)超潤(rùn)濕表面活性劑所賦予的低泡性、良好的動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕性。

圖6 含有0.1 % 質(zhì)量分?jǐn)?shù)表面活性劑的水溶液和新優(yōu)化的硅氧烷超潤(rùn)濕表面活
性劑的動(dòng)態(tài)表面張力(DST)比較(使用Krüss“ BP-II”氣泡張力計(jì)測(cè)量)

圖6對(duì)比了各種有機(jī)超潤(rùn)濕表面活性劑的動(dòng)態(tài)表面張力性能，包括硅氧烷表面活性劑，含氟表面活性劑和新型優(yōu)化硅氧烷超潤(rùn)濕表面活性劑。因?yàn)榧婢吖柩跬楹陀袡C(jī)功能，這種超潤(rùn)濕表面活性劑能夠提供優(yōu)異的流動(dòng)、流平性和低泡潤(rùn)濕性。此外，它們還能改善配方的相容性，不像傳統(tǒng)硅氧烷表面活性劑一樣受重涂問(wèn)題的困擾。

在0.1% 的水溶液中測(cè)量表面張力
圖7 部分表面活性劑的靜態(tài)表面張力與動(dòng)態(tài)表面張力對(duì)比

在非常疏水的表面如塑料和木材上進(jìn)行涂裝時(shí)，特別采用噴涂工藝施工時(shí)，潤(rùn)濕劑能在動(dòng)態(tài)剪切時(shí)發(fā)揮作用，在基材表面流動(dòng)變平時(shí)也能發(fā)揮作用至關(guān)重要。圖7闡明了這種新型優(yōu)化硅氧烷超潤(rùn)濕活性劑如何同時(shí)降低靜態(tài)表面張力和動(dòng)態(tài)表面張力。