表面活性劑其不僅具有很高的活性而且還具有獨特的滲透、濕潤和反濕潤、乳化和破乳、發(fā)泡和消泡、洗滌、分散與絮凝、抗靜電、防腐蝕、殺菌、潤滑和加溶等應(yīng)用性能,在改進(jìn)生產(chǎn)工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約能量,降低成本等方面發(fā)揮了巨大作用。表面活性劑在涂料的組分中屬于助劑的范疇,已成為涂料不可缺少的組成部分。它可以改進(jìn)生產(chǎn)工藝、改善施工條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量,進(jìn)而可以降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。包括表面活性劑在內(nèi)的涂料助劑的應(yīng)用水平,已成為衡量涂料生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志
一、潤濕分散劑
顏料的研磨與分散過程是制造涂料的主要工序,大約80%的電能和工時消耗在該工序上。因此,潤濕分散劑的使用不可替代的。
顏料潤濕分散劑的作用:
提高生產(chǎn)效率、降低它的制造成本;
提高涂料的貯存穩(wěn)定性、減少浪費;
改善涂膜狀態(tài);
其它作用。比較好的顏料分散可以提高紫外線的吸收和反射能力,增加顏料的耐候性和耐化學(xué)藥品性。
作用原理:顏料分散在基料里的過程可劃分為三個階段,即潤濕、分散、穩(wěn)定。這三個階段并非截然分開的,而是互相重疊進(jìn)行的。潤濕劑可以促進(jìn)基料對顏料聚集體的潤濕,分散劑可以改進(jìn)顏料分散體的穩(wěn)定性。
二、消泡劑
消泡劑既有制止泡沫產(chǎn)生的作用,又有消除泡沫的作用。一種合格的消泡劑本身具有較低的表面張力,而且表面張力越小,消泡效果越好;同時消泡劑還應(yīng)具有一定的親水性;使其不溶于發(fā)泡介質(zhì)之中,又能很好地進(jìn)行分散。此外,消泡劑不能影響乳液的穩(wěn)定性。因此,大部分消泡劑是表面活性低,HLB值低,不溶于F發(fā)泡介質(zhì)的表面活性劑。在涂料工業(yè)中,,消泡劑的用量不大,可用性很強(qiáng)。
水性涂料中用的消泡劑有:礦物油、脂肪酸低級醇酯、高級醇、高級脂肪酸、高級脂肪酸金屬皂、高級脂肪酸甘油脂、高級脂肪酸酰胺、高級脂肪酸和多乙烯多胺的衍生物、丙二醇與環(huán)氧乙烷的加聚物、有機(jī)磷酸酯、有機(jī)硅樹脂等。
溶劑型涂料用的消泡劑有:低級醇、高級脂肪金屬皂、低級烷基磷酸酯、有機(jī)硅樹脂、改性有機(jī)硅樹脂等。
三、流平劑
涂料施工后,都有一個流動及干燥成膜的過程,這一過程也叫流平過程。用刷涂、刮涂、滾涂等方法施工的時候,涂料被迫在底材和朝后傾斜的涂布器表面間展開產(chǎn)生不穩(wěn)定的流動,因此都會留下明顯的條痕。一般涂層越厚,條痕越寬,涂布器問后傾斜外伸程度越大,條痕越明顯,這種現(xiàn)象稱為條痕效應(yīng)。流平性較好的涂料施工后很快流平形成光滑平整的涂層。而流平性不好的涂料成膜后會留下明顯的刷痕、橘皮等缺陷,影響外觀。
改善涂料的流平性考慮的因素:
選用可以降低涂料表面張力的活性劑,以提高涂料的流平性;
選用揮發(fā)速度慢又能隆低涂料施工黏度的溶劑,改善涂料流動性,延長流平時間,達(dá)到流平劑的種類:高沸點溶劑類、有機(jī)硅類、聚丙烯酸酯類、醋丁纖維素類(CAB )。
四、乳化劑
以水為分散個質(zhì)的乳液涂料(又稱乳膠漆) ,是以聚合乳液為基礎(chǔ),顏料、填料、助劑分散其中而組成的水性分散體系。由于乳液涂料具有可用水稀釋、施工方便、快干、不燃、低毒、節(jié)能、涂膜性能優(yōu)異等特點,用于建筑內(nèi)外涂料較廣、工業(yè)用漆、纖維處理、造紙等多種應(yīng)用領(lǐng)域,是當(dāng)前涂料工業(yè)發(fā)展的重要方向之一。
五、抗靜電劑
抗靜電涂料是具有排除積累靜電荷能力的涂料。
它的主要作用是:保證裝飾涂層不吸灰塵、耐污染;保證儀器、儀表不受靜電干擾,確保其精確度和靈敏度;消除高空設(shè)施上的靜電,防止雷電的損害、有利于靜電的泄漏、防止火災(zāi)發(fā)生。
涂料中加入抗靜電劑,可制備抗靜電涂料。抗靜電劑是表面活性劑,可通過不同的渠道泄漏靜電荷或降低摩擦因數(shù)以制止靜電荷的產(chǎn)生。
一般要求其具有以下特點 :防止靜電的效果好;防止靜電的效果持久;與成膜物質(zhì)有良好的混溶性;不影響涂料的其他性能。
涂料屬于一種膠體分散體體系,由連續(xù)相和分散相組成。連續(xù)相是溶劑、聚合物或聚合物濃溶液。聚合物有的是溶液型的,有的是微粒型的(如乳液),也有的是固體。分散相是顏料和填料。從膠體的分類來看,涂料屬于分散膠體,具有膠體動力學(xué)、電性等特性。因此,它與表面膠體化學(xué)有著深切的聯(lián)系,表面化學(xué)中的乳化原理、分散原理、起泡和消泡原理、流變學(xué)原理對涂料同樣起著非常重要的指導(dǎo)作用,為表面活性劑在涂料工業(yè)的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。