流平剂,又称表面活性剂,是一种能够降低液体表面张力并改善表面性质的化学物质。它们通常由疏水基团和亲水基团组成,可以吸附在液体表面形成一个分子层,从而降低液体表面张力。流平剂是一种在涂料、油墨、胶粘剂等领域广泛应用的添加剂,它能够使这些物质在表面形成均匀的薄膜,并且具有良好的光泽和平滑度。
流平剂可分为有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂和氟碳化合物类流平剂这三大类,以下是对它们的简单介绍。
有机硅流平剂
有机硅流平剂是一种表面状态控制剂,可分为以下五类:
• 硅油
聚二甲基硅氧烷和聚甲基苯基硅氧烷是最常用的硅油类流平剂,它可以用在涂料、油墨等行业中。聚甲基苯基硅氧烷虽然相容性好,但不具备表面状态控制能力,所以在流平剂中基本不使用,多用于耐高温产品方面。
• 聚二甲基硅氧烷
聚二甲基硅氧烷虽然具备良好的流平性,但它不易和其他体系相容,会降低涂膜的光泽度,还会出现缩孔、层间附着力问题等。不同的聚二甲基硅氧烷有不同的分子量,可以用在不用领域。而有机改性聚二甲基硅氧烷与硅油相比有明显的优越性,既保留了硅氧烷的优点,又用改性物克服了它的缺点,不会降低涂料的光泽度,不会引起橘皮现象,也不会降低层间附着力。改性硅氧烷的性能及用途,关键是硅氧烷的分子量、类型、改性化合物的类别及在分子中的位置,可用应用在不同领域中。
• 聚醚聚酯改性有机硅氧烷
聚醚聚酯改性有机硅氧烷属于梳状结构的有机聚硅氧烷, 具有非常好的相容性,可以依靠聚醚和聚酯来调整相容性。这类中聚醚改性的最多,通常使用环氧乙烷和环氧丙烷。随乙氧基含量的增加,其与水的相容性也随之提高,因此也完全可以合成水溶性的硅氧烷类的流平剂。环氧乙烷和环氧丙烷可单独使用,也可混合使用,用其来控制亲水、亲油性。如果同时含有乙氧基和丙氧基,就制成了水油两用的硅氧烷类的流平剂。
• 烷基改性有机硅氧烷
烷基改性有机硅氧烷产品也属于梳状结构,用烷基改性的有机硅流平剂具有热稳定性好、相容性好和消泡功能。但随改性烷基链的增长,其降低表面张力的能力也随之下降。烷基改性的有机硅流平剂是具有一定消泡功能的高效流平剂。
• 端基改性有机硅
端基改性有机硅赋予优异滑爽性的端基改性有机硅,可以赋予涂膜良好的滑爽性。
丙烯酸酯类流平剂
丙烯酸酯类流平剂是作用涂膜的层间附着力的流动控制剂,包括纯丙烯酸流平剂和改性丙烯酸流平剂。
• 纯丙烯酸流平剂
纯丙烯酸流平剂包括传统的非反应丙烯酸流平剂和新型含官能团的反应性丙烯酸流平剂。这是一类分子量不等的丙烯酸均聚物或共聚物,这类流平剂仅轻微降低涂料的表面张力,但能够平衡漆膜表面张力差异,获得真正平整的、类似镜面的漆膜表面。如果分子量足够高,还具有脱气和消泡的作用。传统的非反应性丙烯酸流平剂的缺点是高分子量产品,可能会在漆膜中产生雾影;低分子量产品,又有可能降低漆膜表面硬度。含反应性官能团的丙烯酸流平剂能很好的解决这一矛盾,提供良好流平性的同时,不会产生雾影也不会降低表面硬度,有时还会提高表面硬度。
• 改性丙烯酸流平剂
改性丙烯酸流平剂主要的品种为氟改性丙烯酸流平剂和磷酸酯改性丙烯酸流平剂。与纯丙烯酸流平剂不同,改性丙烯酸流平剂可以显著降低涂料的表面张力,这样就会在具有流平性的同时具有良好的底材润湿性。
氟碳化合物类流平剂
氟碳化合物类流平剂高效但价格昂贵,一般在丙烯酸流平剂和有机硅流平剂难以发挥作用的时候使用。不过也存在稳定泡沫、影响层间附着力的倾向。一般来说,溶剂型涂料体系、粉末涂料体系和乳胶体系通常采用丙烯酸流平剂;水溶性涂料体系一般采用有机硅类和氟碳化合物类流平剂。