水性多功能助剂——润湿剂流平原理

水性多功能助剂——润湿剂

润湿剂，也称为润湿助剂，是一种能够改良液态物体在固体表面上的润湿性的辅助剂。它主要通过降低液体表面张力或界面张力，使液体更易在固体表面展开或透入，润湿固体物料。在水性涂料中，润湿剂可改善涂料对基材的润湿，避免斑点、浸润不良，提高附着力，帮助涂料均匀覆盖。

相关概念

【表面张力】

物质的表面固有一个特定的表面张力，而液体的表面张力是我们主要关注的对象。通常一种液体体系一旦形成便有了确定的表面张力，而润湿和流平主要决定于液体表面与另一种物质表面的表面张力差和同一界面的表面张力平衡。通常认为当液体的表面张力低于40达因/厘米，才能有效地润湿基材表面(如金属、塑料、木材、纸张等）；而以水为介质的体系的表面张力往往高于40达因/厘米，所以在水基体系中必须加入表面活性剂来将体系的表面张力控制于40达因/厘米以下，才能使水基混合物成功的涂覆于基材表面。

【静态表面张力】

· 体系处于静止或低速运动状态下的表面能

· ***气泡法测定时，一般认为1-2b/s为静态表面张力

· 静态表面张力不能充分表述施工过程中的表面行为

关系方程

Ɣ ∝ (P/R)

Ɣ表示表面张力；P为气泡内压力；R为毛细管半径；

【动态表面张力】

动态表面张力是指体系处于运动状态（即比表面积不断变化）时的表面张力，这个表面张力随着液体表面积变化而变化。大多数表面活性剂可以有效地降低体系的静态表面张力，但对于体系处于剧烈运动状态时，效果大为降低甚至毫无作用，这主要归因于此类表面活性剂在体系中较低的迁移速度。而只有那些迁移速度较快的表面活性剂才能够瞬间到达新形成的液体表面，及时降低体系的表面张力。

在如今的许多生产过程中（如印刷、喷涂、辊涂、研磨等），动态表面张力成为了影响生产速度的主要因素。动态表面张力低，涂层可以快速涂覆于基材表面，施工速度将会大大提高，从而提高生产效率。

动态表面张力一般可用***气泡法进行测定，通过气泡内的***压力算出该状态时的表面张力；假定每秒向体系内吹入1个气泡为静态，那么随着气泡吹入频率加大，体系的运动状态就更加剧烈，我们用6个气泡/秒的体系状态下的表面张力来表示动态表面张力。

可涂乐®添加剂由于其自身独特的双因子分子结构，决定了它在水基体系中的定向性，从而实现了快速迁移能力，因此有效地控制了体系的动态表面张力。

特点

· 体系处于快速运动状态下的表面能

· ***气泡法测定时，一般认为4b/s以上为动态表面张力

· 动态表面张力可以表述施工过程中的表面行为

流平原理

【湿膜运动的主要模型】

（1）在底材上的展布流动--接触角模型：

当油漆的表面张力与界面张力之和比底材临界表面张力高或差距不大时，油漆在底材上铺展困难，对底材润湿不好，油漆附着力降低，并且很容易造成回缩，形成“缩孔”，甚至“成珠。γS＞γI+γL 时，液体才能充分展布

（2）由不平整表面向平整流动的----正弦波模型；

涂料流平性的好坏与许多因素有关。根据Rhodes & Orchäd基于正弦波模型的湿膜流动方程：

△t：波纹状态流平为平整状态所需的时间

K：常数；

λ ：正弦波形的波长；（四次方）

η：液体的黏度；

γ：液体的表面张力；

d: 漆膜厚度。（三次方）

（3）在垂直方向的----贝纳德漩涡：

涂膜随着溶剂挥发及树脂自身体系的原因，涂料在干燥过程中，表、里层之间表面张力的差异，使涂料内部下沉、向上、散开的流动运动反复进行 ，直到其黏度增长到足以阻止其流动时为止，此时的表面张力差也趋于消失。

【流平剂应具备的特性】

· 降低涂料与底材之间的表面张力，使涂料与底材有良好的润湿性，且不致引起物质之间表面张力的梯度：

· 调整溶剂蒸发速度，降低黏度，改善涂料的流动性，延长流平时间；

· 在涂膜表面形成极薄的单分子层，以提供均匀的表面张力；