Page 14 - 2025水性涂料虚拟专辑

刘木林：基材润湿剂在水性涂料中的应用研究

硅消泡剂（DF800）、分散剂（Disperbx H5028）、增稠剂
（TK265）、杀菌 剂（K30）、成膜 助剂（C12）、中和 剂
（SI50）：上海中基行化工有限公司；水泥硅钙板（表面 （mN·m -1 ）

自由能 70 mJ/m ）： 来实验仪器（上海）有限公司；PE
膜（表面自由能 31 mJ/m ）：3M有限公司。
表面张力仪：K99C，上海中 数字技术设备有 表面张力/
J

限公司；斯托 黏度计：STM-IV（B），上海精天电子
仪器有限公司；线棒涂布器（60 μm）：标格达精密仪
器（广州）有限公司；比重杯：B-011802，上海 固仪
器有限公司。
1. 2 水性涂料的制备

向分散罐中加水，开启搅拌，依次加入分散剂、 图2 不同基材 剂在水中与涂料中的表面张力变化
消泡剂、成膜助剂、中和剂等搅拌均匀，后加入钛白 Fig. 2 Changes in surface tension data of different wetting agents
粉、滑石粉、增稠剂高速搅拌至细度合格。然后在低 in water and coatings
速搅拌下缓缓加入水性单组分聚氨酯分散体及基材 张力的效率比非硅类基材润湿剂高，其中效率最高
润湿剂，搅拌至浆料与剩余的助剂混合均匀至适合 的是 Siloxane 2。由于硅类基材润湿剂的疏水部分以
黏度，最后用100目滤网过滤包装、备用。 甲基排列在界面上，甲基的旋转占有较大的空间，从
1. 3 性能测试 而增加了相邻硅氧烷基团的间距，使得硅氧烷在界面
表面张力测试：参照 GB/T 22237—2008，以 环 上容易铺展。此外硅氧烷中的氧与极性分子或原子
法测定添加 0. 1% 不同基材润湿剂的水溶液和水性 团形成氢键，可增加硅氧与极性表面分子之间的作用
涂料的静态表面张力。 力，促使其铺展成单分子层，使硅氧烷以 状排布横
润湿效果测试：在同一水泥硅钙板表面，一部分 于极性表面，所以硅类基材润湿剂降低表面张力的
保持原基材（高表面能），另一部分贴上 PE膜（低表面 效率高。Siloxane 1 疏水部分具有更大的相对分子质
能），用线棒涂布器将添加 0. 1% 不同基材润湿剂的 量及位阻结构，相比Siloxane 2在极性界面排布的间隙
水性涂料涂覆于 2 个不同表面能的基材上，室温固 更大，因此 Siloxane 1 的水溶液表面张力比 Siloxane 2
化，评估涂膜的润湿效果。 高。Twin Siloxane 3 受间隔基的影响，相对线型硅类
水解稳定性测试：添加 0. 1% 不同基材润湿剂的 基材润湿剂，其降低表面张力的效率较低。碳氢结构
水溶液和水性涂料在 50 ℃下贮存 7 d后，测试表面张 基材润湿剂以亚甲基排列在界面上，因此 Gemini 5和
力及评估基材表面的润湿效果。 Polystar 4 的表面张力相对高 ，Gemini 5 由于 基使
[9]
抑泡性能测试：将添加 0. 1% 不同基材润湿剂 水/空气接触面增大，表面张力达42 mN/m。
的 水溶液同时振 后静置 2 min 观测泡沫高度变 基材润湿剂添加到水性涂料后，形成界面作用
化 ；将添加 0. 1% 不同基材润湿剂的水性涂料高 的介质由水变成了水性涂料，基材润湿剂在水性涂
速（1 000 r/min）分散 5 min，静置 15 min 后 ，按 料体系的分子有序组织过程中会与其他组分产生缔
GB/T 13354—1992测试涂料密度，通过密度数据来评
合作用，导致其在气液界面的紧密排布减弱，因此添
估涂料的抑泡性。
加基材润湿剂的水性涂料的表面张力相对其水溶液
2 结果与讨论 的表面张力均存在上升的现象。
2. 2 不同 型基材 剂对水性涂料

2. 1 不同 型基材 剂对水 液和水性涂 果的影响
料表面 力的影响 图 3 为不同基材润湿剂制备的水性涂料在不同
图 2 为不同类型基材润湿剂在水溶液和水性涂 基材上的润湿效果。其中，涂料的颜基比（PVC）为
料中的表面张力。 30%，固含量为41%。
由图 2 可以发现，硅类基材润湿剂降低水的表面 由图 3 可以发现，添加不同基材润湿剂的涂料均

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