如何克服基材的润湿问题

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1、1.基材润湿的定义基材的润湿是指基材表面吸附的空气被液态的漆或油墨材料取代的过程。这个过程对涂料和油墨的成功施工是很重要的。在低能量表面上润湿是很困难的，像低表面能基材、被脏粒子或类似油脂的液体污染物玷污的基材。在这类情况下，就有因润湿不够而导致的缺陷，如裂纹或收缩，甚至会引起漆膜附着力很差。甚至在基材的表面能相对较高的情况下，如果应用过程速度很快，润湿可能成为一非常关键的因素。以高速印刷或辊涂施工为例，润湿的过程必须非常快以取得良好的施工效果。如果基材的润湿太慢，油墨的不平整，印刷缺陷甚至很差的油墨转移现象都会

2、发生。在静态的状态下，液滴在基材上的接触角Q决定了润湿的好坏（见图2）。当接触角较小时，润湿良好。在公式中，gs是基材的表面能，gl是涂料的表面能，而gsl是涂料和基材的界面能。相应的能量g是分子在空气界面或液体内的能量与固态能量差。当接触角Q大于0时，厚度不够的漆膜可能润湿不充分。然而，足够厚的漆膜还是能够保证涂层的均一。理想化的涂料与基材的接触角应该是0。通常，液体都有一扩散系数S（大于等于0）。注意：为保证表面被润湿，S必须为正值。从上述关系我们可得知以下结论：表面能（gs）相对高的基材容易在其上施工。表面

3、能（gl）相对低的液体容易润湿。特别当液体的表面能低于基材的(gI

4、定，测得的数据不可靠。动态表面张力的测量在动态条件下，表面活性剂的流动性显得尤其重要。一个活性剂，它可以在duNouy环实验中测得静态表面张力，或在接触角测试中也无问题，但在动态表面张力实验中失败。在duNouy环实验和接触角测试时，表面活性剂有足够的时间在界面取向，减少该处的界面张力。这两个方法都没有要求表面活性剂快速取向。因此，需要有另外一个方法来预测化合物的动态表现－也就是润湿助剂在新接触的界面上快速取向并减少该处表面张力的能力。Themaximumbubble-pressure技术测量了产生一扩大表面所需

5、的能量。与铂金环(duNoAy)不同，该方法用毛细管快速产生气泡，表面活性剂在气泡上快速取向。毛细管放在含表面活性剂的待测液体中。测量能产生稳定气泡的压力。测得压力与该气泡速率下的液体动态表面张力成正比。应注意的是该数字不能作为绝对值，也不能与其它条件下测得的表面张力直接比较。然而，用这种比较不同表面活性剂的性能，效果显著。表面活性剂在新界面上取向越快，随着气泡速率的增加，动态表面张力读数增加越慢（见图4）图5显示动态条件下，样品A－硅酮，无溶剂表面助剂明显优于其它表面活性剂。然而它的减少静态表面张力的能力不是最

6、突出的。有趣的是，在动态表面张力中，硅表面活性剂很明显优于氟表面活性剂，这与它们在静态表面张力中的表现恰恰相反。润湿的提高有两个方法可以提高体系的润湿能力：·通过清洁提高基材的表面能－除去油脂或其它污染物－或通过表面处理（电晕预处理，flaming处理，酸洗或蚀洗）。·添加特别的助剂降低涂料的表面张力对不同基材的预处理的进一步讨论不在此一一列出。Tego涂料和油墨添加剂，Degussa的一个部门，生产系列用于不同场合的基材润湿剂。加入很少的量，就可以明显降低涂料和印刷油墨的表面张力。因组成的不同，它们可以有效减少

7、静态或动态的表面张力。润湿助剂的组成与所有的表面活性剂一样，基材润湿剂有亲水和憎水端。助剂的分子结构决定了它的取向，正是这取向戏剧性地降低了液体的表面张力。分子的非极性区面向空气，而极性端趋向水。大部分分子极性端含离子或聚醚段。憎水部分通常是特别选择的一段碳链。氟官能团或聚硅氧烷链能赋予分子特殊的性能。不同润湿剂的比较助剂的效率经常由最低有效浓度下它的降低液体静态表面张力的能力判别。同样重要的是，助剂不能引起不希望的附反应，如影响体系的层间附着，起泡能力增强，水敏感性增加。在硅表面活性剂中，特定的亲水的硅醚出现了

8、（见图6）。最有效的减少水性涂料静态表面张力而不影响其它性能的分子是低分子量的硅活性剂，如3，5或6硅氧烷。与基于碳水化合物的表面助剂相比，这些表面活性剂更加显著地降低了水性涂料的静态表面张力，而且效用较高分子量的硅醚表面助剂高。低分子量硅醚助剂结合了降低静态表面张力和高扩展能力的优点。它们的动态表现也好。这使它成为用于很难润湿的基材的理想的表面润湿助剂，如塑料和金属。由