表面活性劑在涂料中的應(yīng)用課件

表面活性劑化學(xué)

—表面活性劑在涂料中的應(yīng)用表面活性劑的概念

表面活性劑是具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質(zhì)。

表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)具有兩親性：一端為親水基團，另一端為憎水基團；親水基團常為極性的基團，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，也可是羥基、酰胺基、醚鍵等；而憎水基團常為非極性烴鏈，如8個碳原子以上烴鏈。表面活性劑分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑等。

表面活性劑的應(yīng)用

表面活性劑由于具有潤濕或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗滌、防腐、抗靜電等一系列物理化學(xué)作用及相應(yīng)的實際應(yīng)用，成為一類靈活多樣、用途廣泛的精細化工產(chǎn)品。表面活性劑除了在日常生活中作為洗滌劑，其他應(yīng)用幾乎可以覆蓋所有的精細化工領(lǐng)域。今天主要介紹的就是其在涂料中的應(yīng)用。表面活性劑的應(yīng)用

涂料是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，它與表面和膠體化學(xué)有著廣泛深切的聯(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)。涂料與表面活性劑的關(guān)系

表面活性劑在涂料的組分中屬于助劑(或添加劑)的范疇，已成為涂料不可缺少的組成部分，它可以改進生產(chǎn)工藝、改善施工條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量，進而可以降低成本、提高經(jīng)濟效益：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。

涂料

那么，表面活性劑究竟該怎樣分類呢?表面活性劑的分類方法很多，可以根據(jù)疏水基、親水基結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)成的離子性、水溶性、化學(xué)結(jié)構(gòu)特征、原料來源等各種分類方法進行分類。下面，根據(jù)表面活性劑在涂料工業(yè)中所起的作用進行分類。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)，可把抗靜電劑分為以下幾類：

①陽離子型。如靜電防止劑SN：

②陰離子型。如PEA：③非離子型。如P一75：——流平劑表面活性劑在涂料工業(yè)中的應(yīng)用

要使用流平劑來改善涂料的流平性，可考慮以下兩個方面的因素：第一，選用可以降低涂料／涂膜表面張力的活性劑，來大大提高涂料的流平性；第二，選用揮發(fā)速度慢又能降低涂料施工粘度的溶劑，改善涂料流動性，延長流平時間，達到最終流平。根據(jù)流平劑的作用方式及化學(xué)結(jié)構(gòu)，將常用流平劑分為以下四類：

①高沸點溶劑類。如BYKetol—Special和杜邦DBE，其沸點分別在160℃和190℃以上，可在木器漆、烤漆中用以調(diào)整涂料的溶劑組成，使涂料在干燥過程中具有梯度的揮發(fā)速度及溶解力。②有機硅類。該類在流平劑中用量很大。③聚丙烯酸酯類。這是一類經(jīng)過特殊方法合成的丙烯酸酯共聚物，具有比樹脂、漆料低得多的表面張力，因此能夠改善涂料對底材的潤濕性。④醋丁纖維素類?！輨┡菽怯稍S多液膜薄壁分隔開的氣體或蒸氣泡所組成。在涂料工業(yè)中，一般不希望產(chǎn)生泡沫，若在涂料生產(chǎn)過程中發(fā)生泡沫，會影響到生產(chǎn)容器的最佳利用，給操作帶來困難；若在涂裝過程中產(chǎn)生泡沫，會使漆膜表面產(chǎn)生缺陷。一方面影響涂膜的裝飾性能，表面難看，光澤差；另一方面影響涂膜的防護性能，使防腐性和耐候性都降低。消泡劑一般可分為抑泡劑和破泡劑兩種，抑泡劑的作用是抑制泡沫的產(chǎn)生，是治本之法。破泡劑是使產(chǎn)生的泡沫破裂。破泡又分為脫泡和消泡兩個過程，前者促使氣泡表面活性劑在涂料工業(yè)中的應(yīng)用到達表面，后者將表面上的氣泡破壞。一般很難準(zhǔn)確地將一個助劑的工作機理定義為抑泡、脫泡或消泡，所以總是統(tǒng)稱為消泡劑。涂料工業(yè)所用的消泡劑一般都是非離子型表面活性劑。根據(jù)其化學(xué)組成不同，可分為以下幾類：①有機硅類。②礦物油類。該類消泡劑一般是由約80％的載體油和約15％的憎水顆粒再加約5％的乳化劑、防腐劑及其它增效成分所組成。該類消泡劑主要用于平光和半光乳膠漆中。③不含硅聚合物類。這是一類特殊的聚合物，它是通過選定的不混溶性來發(fā)揮作用的?！伭蠞櫇穹稚?/p>

顏料潤濕分散劑的作用：①提高生產(chǎn)效率、降低制造成本。②提高涂料的貯存穩(wěn)定性、減少浪費。③改善涂膜狀態(tài)。④其它作用。最佳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，而是互相重疊進行的。潤濕劑可以促進基料對顏料聚集體的潤濕，分散劑可以改進顏料分散體的穩(wěn)定性。

表面活性劑在涂料工業(yè)中的應(yīng)用顏料潤濕分散劑品種繁多，分類方法也多種多樣。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)不同進行以下分類：①聚合電解質(zhì)類(有機類)。聚合電解質(zhì)是一個大分子，部分或全部由具有可電離基團的單體構(gòu)成。該類分散劑多用于水性體系，對無機顏料的潤濕分散作用比較好。②無機聚合堿鹽類。常用的有聚磷酸鹽和硅酸鹽，是水性涂料廣泛使用的離子型分散劑，濃度很小即可分散多種無機顏料。國內(nèi)常用的是六偏磷酸鈉。③高分子聚合物類。a．天然高分子類：適用于溶劑型體系，對無機顏料和有機顏料的潤濕分散都十分有效。b．合成高分子類：適用于溶劑系統(tǒng)有機顏