涂料之家讯：
简 介：大多数建筑涂料都由以下几种基本的组分组成：乳液或乳胶、颜料和添加剂（见图1）。每一种材料对最终涂料的总体性能起着重要作用，所以原材料选择非常关键，任何材料的不正确选择对涂料的性能都有可能产生很大的影响。例如，选择错误的漆基可能导致差的耐久性、过长的干燥时间或对底材附着不好。同样地，选择不合适的润湿剂或表面活性剂会导致颜料分散不好，从而使漆膜没有光泽或外观不美。对于建筑涂料，通常用表面活性剂来降低水相的表面或界面的自由能，使颜料能很好的润湿而进行有效的研磨，底材润湿一致而形成没有缺陷的涂层。这些用途中好的润湿性能已经得到下列事实证实，即在生产和施工过程中出现的低动态表面张力值，表面活性剂能快速迁移进入新产生的界面。低动态表面张力能促使各种表面都能很好的被润湿以及颜料进行有效的研磨；这有进而导致覆盖度和附着力的提高、降低研磨次数、促进颜色的形成。

润湿过程是指从固体表面或固-液界面上的一种流体被另一种液体置换的过程。





表面活性剂：

表面活性剂是一种能被吸附到表面或体系界面的化学品。表面活性剂有特征的分子结构，含有亲水基和疏水基。由于其两性结构，在低浓度时，表面活性剂就会在空气/水的界面凝聚而降低了表面或界面的张力。

传统的表面活性剂在极性或离子型的头上（亲水部分）连接了一个烃类的尾巴（疏水部分）。相反，双表面活性剂是在同一个分子中有两个疏水端和两个亲水端。由一个疏水端和一个亲水端组成的双表面活性剂的一半连接到隔离物上，然后再连接到分子的其它相同部分上而形成双表面活性剂结构，如图2。由于其独特的分子结构，双表面活性剂通常比相应的传统表面活性剂具有数量级倍数的更多的活性表面。基于炔类二元醇倍双表面活性剂（2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇及其乙氧基酯）在建筑涂料中广泛使用以提高润湿和泡沫控制作用。




溶剂型涂料向水性体系转变，使助剂生厂商面临着各种挑战。溶剂型体系通常的表面张力在25-35 mN/m，的范围内，大部分是由于这些体系中使用的溶剂。另一方面，水性涂料的表面张力值通常为50 mN/m或更高，这主要是因为水有高的表面张力值，为72 mN/m。当对表面能为35-45 mN/m的底材施涂水性体系时，必须要降低涂料的表面张力。如图3所示，表面自发润湿只有在液体的表面张力低于底材的表面能时才会出现。为了做到这一点，通常在水性涂料中使用表面活性或润湿剂。





颜料分散：

制备颜料分散体的过程通常定义为三个独立过程的加成。第一个过程是使干颜料润湿来置换颜料表面的空气或其它杂质。一旦颜料粒子外部被充分润湿，就可进行研磨，使大的颜料聚集体和凝聚体变成其原始大小的粒子。最后一步是使分散体稳定而提高颜色和黏度的稳定性以及抗冲击性和松弛兼容性。

对于水性涂料，分散过程面临一些挑战。例如，水的高表面张力和连续水相与颜料间的高的界面张力必须降至足够低以润湿颜料粒子，见图4。为降低界面和表面张力，要使用使颜料润湿的表面活性剂。吸附到颜料表面的这些添加剂降低了界面张力，为形成分散稳定的分子，颜料需要进一步吸附表面活性剂。当表面和界面张力降低后，研磨效率提高。这导致研磨时间缩短、需要较低的能量就能形成原始大小的粒子、较低的研磨温度、研磨浆的黏度更低，这样能增加颜料加入量。




传统的润湿剂有烷基酚乙氧基酯（APEs），它们具有优异的润湿颜料外表面的能力。由于对APEs能破坏内分泌系统及对健康有不利影响，涂料领域替换这些材料的趋势不断增加。由于其亲水性，APEs能使泡沫稳定并造成最终漆膜的水敏感问题。使用这些表面活性剂也会导致强消泡剂的使用来控制泡沫的形成，这又会造成最终漆膜的缺陷。选择合适的颜料润湿用润湿剂不仅能提供最有效的研磨和颜色的形成，而且也有助于生产和施工过程中防止泡沫的生成。

一旦将颜料聚集体打碎至原始大小的粒子，必须使粒子稳定防止再次聚集或絮凝。如图5所示，通常可通过位阻或静电稳定来获得这种稳定。静电稳定是通过双电层实现的，这是由于粒子表面吸附的分子而形成的。位阻稳定是通过水相中吸附到粒子表面的分子的亲水链段的相互作用而实现的。这些稳定的亲水链段通常来自含有烷基酚乙氧基酯的表面活性剂、中和后的烷基酚磺酸盐或来自诸如胺中和的聚丙烯酸共聚物这样的聚合物分子。根据配方，一种添加剂可同时用于润湿和稳定过程。颜料类型、施工参数和成本都是在选择分散剂组合时需要考虑的因素。





新表面活性剂的研制：

建筑涂料中适用的助剂不仅用于润湿颜料和底材，而且也有助于泡沫的控制。对耐久性、抗粘连性、颜色形成、可洗性或耐擦洗性也有改善，同时还有助于降低VOCs。研制一种新型的不含有APE的表面活性剂以最高性价比方式来改善这些性能，同时将最终配方的VOV含量降至最低。

应用测试：

准备了三种类型的涂料配方来评价这种新型的不含APE的润湿剂的性能。配方见表1-3。以这种新的表面活性剂（代号为E2010）为基准与两种市售的含APE的表面活性剂[分别命名为含APE的低泡表面活性剂（lfape）和疏水改性的APE（HMAPE）]进行比较。按起始配方中推荐的使用量使用所有这些添加剂。这些待测表面活性剂的物理性能见表4。




性能特点：

在研磨过程中能有效润湿二氧化钛颜料，提高配制涂料的冻融稳定性和黏度稳定性，能很好地控制泡沫的形成，具有较好的耐擦洗性，有改善的流动性和流平性，且都不会给涂料配方增加额外的PVCs。

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