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 20  专注高分子材料

抗紫外线、抗黄变

理论分享—表面活性剂的作用及其在涂料中的多种应用


       表面活性剂在涂料中的应用属于添加助剂,是涂料生产中不可缺少的组成部分。它可以改进涂料生产工艺、改善施工条件、提高产品质量,进而可以降低成本、提高经济效益。涂料属于一种胶体分散体体系,由连续相和分散相组成。连续相为溶剂、聚合物或聚合物溶液,聚合物有的是溶液型的,有的是微粒型的,如乳液,也有的是固体;分散相为颜、填料。从胶体的分类来看,涂料属于分散胶体,具有胶体动力学、电性等特性,因此它与表面胶体化学有着广泛密切的联系。表面化学的乳化原理、分散原理、起泡和消泡原理、流变学原理对涂料同样起着非常重要的指导作用,为表面活性剂在涂料工业的应用提供了理论基础。表面活性剂在涂料中的应用功能分别有以下几种。

一、润湿分散剂。

       颜料的研磨与分散过程是制造涂料的主要工序,大约80%的电能和工时消耗在该工序上。颜料分散在基料里的过程可分为三个阶段,即润湿、分散、稳定。这三个阶段并非截然分开的,而是互相重叠进行的。润湿剂可以促进基料对颜料聚集体的润湿,分散剂可以改进颜料分散体的稳定性。因此,润湿分散剂的功能不可替代。颜料润湿分散剂的作用表现在:

       1、提高生产效率、降低制造成本,提高涂料的贮存稳定性、减少浪费;

       2、改善涂膜状态。

       3、最佳的颜料分散可以提高紫外线的吸收和反射能力,增加颜料的耐候性和耐化学药品性。

二、消泡剂。

      消泡剂既有抑制泡沫产生的作用,又有消除泡沫的作用。合适的消泡剂本身通常具有较低的表面张力,同时消泡剂还应具有有限的相容性,使其不溶于发泡介质之中,又能很好地进行分散。水性体系中,消泡剂不能影响乳液的稳定性。在涂料工业中,,消泡剂的用量不大,专用性强。

      水性涂料中常用的消泡剂有矿物油、脂肪酸低级醇酯、高级醇、高级脂肪酸、高级脂肪酸金属皂、高级脂肪酸甘油脂、高级脂肪酸酰胺、高级脂肪酸和多乙烯多胺的衍生物、丙二醇与环氧乙烷的加聚物、有机磷酸酯、有机硅树脂等。上海苍洪公司的炔二醇表面活性剂是一类用于水性涂料的多功能表面活性剂,具有消泡、润湿和流平的作用。

      溶剂型涂料常用的消泡剂有低级醇、高级脂肪金属皂、低级烷基磷酸酯、有机硅树脂、改性有机硅树脂等。

三、流平剂。

      涂料施工后有一个流动及干燥成膜的过程,这一过程叫流平过程。流平性好的涂料施工后很快流平形成光滑平整的涂层;流平性不好的涂料成膜后会留下明显的刷痕、橘皮等缺陷,影响外观。改善涂料的流平性考虑的因素有:

      1、选用可以适当降低涂料表面张力的表面活性剂,以提高涂料的流平性;

      2、选用挥发速度恰当又能降低涂料施工黏度的溶剂,改善涂料流动性,延长流平时间,达到最终流平。常见的流平剂有高沸点溶剂、有机硅类流平剂、聚丙烯酸酯类流平剂、醋丁纤维素类(CAB )等。

四、乳化剂。

       乳胶漆以水为分散介质的乳液涂料,是以聚合乳液为基础,颜、填料、助剂分散其中而组成的水性分散体系。由于乳液涂料具有可用水稀释、施工方便、快干、不燃、低毒、节能、涂膜性能优异等特点,被广泛用于建筑内外涂料、工业用漆、纤维处理、造纸等多种应用领域,是当前涂料工业发展的重要方向之一。

五、抗静电剂。

      抗静电涂料是具有排除积累静电荷能力的涂料。涂料中加入抗静电剂,可制备抗静电涂料。抗静电剂属于表面活性剂,它可通过不同的渠道泄漏静电荷或降低摩擦因数以抑制静电荷的产生。一般要求其具有以下特点 :防止静电的效果好;防止静电的效果持久;与成膜物质有良好的混溶性;不影响涂料的其他性能。抗静电涂料装饰涂层不吸灰尘、耐污染;能保证仪器、仪表不受静电干扰,确保其精确度和灵敏度;能消除高空设施上的静电,防止雷电的损害、有利于静电的泄漏、防止火灾发生。

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