涂料对基材润湿的好坏,是影响涂层质量的决定性因素。如果在施工或者干燥过程中不充分润湿,就得不到均匀连续的涂膜。
表面张力指的是气液界面的界面张力。液体表面扩大时,液体内的分子被移动至空气界面,而这需要一定的能量。液体分子间存在着相互吸引力,在液体内部,这些力均匀地作用于各个方向从而相互抵消。但在界面上,情况则有所不同。最终的作用力指向液体内部,液体有缩小其表面积的趋势。理想状态下,液体收缩至球状,这是因为一定体积下,球形的表面积最小。一般来说作用于液相表面张力使得液体收缩至最小的表面积。
实践证明:
高表面能的基材容易被润湿
低表面能的液体润湿性能好
各种液体的表面张力:
液体 | 表面张力(mN/m) |
水 | 73 |
醇酸树脂 | 33-60 |
乙二醇丁醚 | 30 |
甲苯 | 29 |
异丙醇 | 22 |
正辛烷 | 21 |
八甲基三硅氧烷 | 17 |
六甲基硅氧烷 | 16 |
异戊烷 | 14 |
基材的表面能:
基材 | 表面张力(mN/m) |
钢 | ~50 |
铝 | ~40 |
聚酯 | 43-45 |
聚乙烯/LD | 36 |
聚乙烯/HD | 32 |
聚丙烯 | 30-34 |
固体石蜡 | 26 |
PTFE(聚四氟乙烯) | 20 |
如果液体的表面能明显小于基材的表面能,润湿将非常理想。提高基材润湿性最常用的方法是往液体里加入基材润湿剂。这些表面活性物质能有限附着于界面处。所有基材润湿剂的功能都是降低液相的表面张力。他们在界面的浓度比他们在体积中的浓度至少高100倍。造成如此强吸附力的原因是他们的化学结构。表面活性剂分子至少含有一个亲水基团和一个疏水基团。这种结构造成他们在界面的优先定向:疏水基团朝水相外面,亲水基团朝水相。表面活性剂分子的这种排布,形成一个新的低能量涂料表面,能够容易地润湿基材的表面。
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