表面改性剂总结
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3-氨丙基三甲氧基硅烷的具体应用3-氨丙基三甲氧基硅烷(简称APTES)是一种有机硅化合物,具有3个氨丙基基团和3个甲氧基基团,化学式为C9H23NO3Si。
APTES具有一系列独特的化学和物理性质,因此在多个领域中具有广泛的应用。
以下将详细介绍APTES的具体应用。
1.表面改性剂APTES可用作表面改性剂,用于改善有机材料和无机材料的界面相容性。
由于其具有亲水性的氨基和亲油性的甲氧基,APTES可以在有机和无机材料之间形成一个稳定的架桥层,从而实现表面改性。
通过在材料表面交联APTES,可以提高材料的润湿性、粘附性、耐磨性等性能。
2.蛋白质固定化APTES可以与蛋白质表面的氨基反应,形成稳定的共价键。
这种特性使得APTES在生物医学领域中被广泛应用于蛋白质固定化的研究和应用。
将APTES修饰的表面与蛋白质接触,可以有效提高蛋白质的稳定性和活性,并实现其在生物传感器、酶固定化和蛋白质纯化等方面的应用。
3.超疏水表面制备APTES可用作制备超疏水表面的关键材料。
通过在材料表面修饰APTES,可以引入硅氧键和甲氧基基团,从而形成纳米级的有机硅薄膜。
这些薄膜具有极低的表面能,使得材料表面形成了高度疏水的特性,水滴在材料表面呈现出“蓝莓效应”。
这种超疏水表面对液滴、油滴等液体具有很强的抗湿润能力,对应用于微流体控制、油墨喷射和防水材料等方面具有潜在的应用价值。
4.化学传感器APTES修饰的材料表面具有良好的生物相容性,可以与生物分子发生特异性反应。
因此,APTES被广泛应用于化学传感器的制备。
将APTES修饰的材料与靶分子接触,可以通过特定的化学反应或物理性质的变化来检测靶分子的存在和浓度变化。
这种化学传感器可以应用于生物诊断、环境监测和食品安全等领域。
5.功能涂料由于APTES在有机硅体系中的良好分散性和界面亲和性,它可以用于制备功能涂料。
通过将APTES与有机硅树脂、有机溶剂和其他添加剂相混合,可以制备出具有较好耐候性、防腐性、耐热性和耐化学品侵蚀性能的涂料。
碳酸钙表面改性常用改性剂有哪些?在实际生产中,碳酸钙的表面处理主要分为干法改性和湿法改性。
对于重钙、部分低档次轻钙等普通产品,可采用干法处理,对于纳米碳酸钙、专用碳酸钙等中高档次的产品则需采用湿法处理。
1、碳酸钙干法改性常用改性剂干法改性是将表面处理剂与碳酸钙粉末直接混合,通过高速旋转、喷淋等方式,使改性剂一端的基团与碳酸钙表面形成强化学键,另一端与高分子材料发生反应或物理缠绕,从而实现对碳酸钙的表面改性。
干法改性的工艺原理简单,设备要求也不高,但此法缺点也很明显,无法达到非常均匀的包覆效果,总有部分碳酸钙无法被包覆,这将导致产品在应用时使制品出现缺陷。
故干法改性一般适用于对性能要求不太高的产品。
干法改性工艺使用的表面处理剂主要有:钛酸酯类:主要分为单烷氧型,螯合型和配位型三大类。
单烷氧型因含有功能性基团,比较适合干法改性;螯合型因含有乙二醇基,比较适合湿法改性工艺;而配位型一般难溶于水,不与酯发生反应,适合干法改性。
铝酸酯类:常温下为白色蜡状固体,热分解温度高、约300℃,具有反应活性强,无毒、味弱、价格较低、适用范围广等特点,但因为易水解,钛酸酯只适合于干法改性工艺。
由于铝酸酯对PVC有良好的热稳定性和润滑性,其已广泛应用于碳酸钙表面处理及塑料产品的加工中。
硼酸酯类:常温下为白色粉状或块状固体,由于具有优异的抗水解性和热稳定性,硼酸酯不仅可以应用于干法改性,湿法改性也同样适合。
磷酸酯类:表面处理时,可以与碳酸钙表面钙离子发生反应生成磷酸钙包覆在碳酸钙表面,从而达到表面改性功能。
用磷酸酯处理过的碳酸钙在应用时可提高材料的加工、机械性能,同时也可改善制品的阻燃性和耐腐蚀性。
2、碳酸钙湿法改性常用改性剂湿法改性是将表面处理剂溶于水,加入到碳酸钙水溶液中,通过控制加入速度,溶液温度,包覆时间来进行表面处理的一种方法。
相较于干法改性,湿法改性的包覆效果明显更好,包覆的更加均匀,得到的产品质量也更加稳定。
聚合物材料表面与界面学院:材料科学与工程专业:高分子姓名:王清平学号:311106000606 指导老师:王晓冬聚合物表面改性综述摘要:聚合物表面由于表面能低、化学惰性、表面被污染以及存在弱边界层等原因,聚合物材料表面常常呈现出表面惰性和憎水性,比如难于润湿和粘合。
所以对聚合物表面常常需要进行表面处理,以此来改变其表面化学组成,增加表面能,改善结晶形态和表面形貌,除去污物,增加弱边界层等,以提高聚合物表面的润湿性和黏结性等。
聚合物表面改性的方法有很多,如化学改性、表面改性剂法、光改性、力化学改性、偶联剂改性、辐照改性和等离子体改性等等。
这些方法一般只引起10~10-1 nm厚的表面层的物理变化或化学变化。
本章着重介绍聚合物表面改性的一些方法。
关键词:聚合物表面改性方法聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲都有非常广泛的应用,但是由于这些聚合物表面的亲水性和耐磨损性较差,限制了这些材料的进一步应用。
为了改善这些表面性质,需要对聚合物的表面进行改性。
聚合物表面改性是指在不影响材料本体性能的前提下,在材料表定的操作,赋予材料表面某些全新的性质,如亲水性、抗刮伤性等。
聚合物表面改性方法很多,大体可以分为两类:化学改性和物理改性。
化学改性方法主要有溶液处理法、低温等离子体处理法、表面接枝法、离子注入法改性包括机械改性和表面涂覆改性等,这种改性方法不发生化学反应,近年来发展起来的原子力显微探针震荡法就是一种物理改性方法。
本文将结合具体聚合物材料详细介绍各种改性方法及其改性机理。
化学改性:化学氧化法、化学浸蚀法、化学法表面接枝、含氟高聚物的改性、其他化学改性方法化学氧化法:聚乙烯和聚丙烯是大品种通用高分子材料,但它们的表面能低,如聚乙烯的表面能只有31mJ/m2,属于非极性难粘塑料,这就制约了它们在某些方面的应用。
因此,需对它们进行表面改性。
化学氧化法是较早的用于对聚烯烃进行表面改性的方法,即用氧化剂处理聚烯烃,使其表面粗糙并氧化生成极性基团在化学氧化法中,酸氧化法是最为常见的一种表面处理方法,常用的强酸性氧化液有:无水铬酸四氯乙烷系、铬酸醋酸系、氯酸硫酸系以及重铬酸盐硫酸系等,其作用原理是:处理液的强氧化作用使聚合物表面分子被氧化,在材料表面层生成羟基、羰基、羧基、磺酸基和不饱和键等极性基团,这些基团的生成,可使聚合物表面活化,使亲油表面活化成亲水表面,达到提高聚合物表面张力的目的;同时弱边界层因溶于处理液中而被破坏,甚至造成分子链断裂,形成密密麻麻的凹穴,增加表面的粗糙度。
材料表面改性技术及其应用引言:在现代科技发展的背景下,材料表面改性技术成为了各个领域中不可或缺的重要工程技术。
通过对材料表面进行改性处理,可以使其具有特定的性能和功能,从而提高材料的附加值和应用范围。
本文将探讨材料表面改性技术的基本原理、常见方法以及在各个领域中的应用案例。
一、表面改性的基本原理材料的表面改性是指对材料的表面进行物理、化学或机械等方式的改变,以获得特定的性能或功能。
改性的基本原理是改变表面的化学组成或物理结构,从而改变材料的性质。
常用的改性手段包括表面改性剂、涂层技术、等离子体处理、离子注入等。
二、常见的表面改性方法1. 表面改性剂表面改性剂是指通过在材料表面形成一层附着的物理或化学改性剂,改变表面性质的方法。
常见的表面改性剂有溶剂、硅烷、含氟表面活性剂等。
这种方法简单易行,适用于多种材料,可以提高材料的耐热性、耐腐蚀性等。
2. 涂层技术涂层技术是对材料表面进行覆盖一层薄膜的方法,以改变材料的表面性能。
常见的涂层技术包括溅射法、沉积法、喷涂法等。
涂层技术可以提高材料的耐磨性、耐腐蚀性,同时还可以实现防水、防尘、隔热等功能。
3. 等离子体处理等离子体处理是利用高能等离子体作用于材料表面,从而改变表面性质的方法。
等离子体处理可以产生高能离子束,使表面发生化学反应或物理结构改变,从而提高材料的附着力、耐磨性等。
这种方法适用于金属、陶瓷等材料,广泛应用于电子、航空航天等领域。
4. 离子注入离子注入是通过将离子注入材料中,改变其表面性质的方法。
离子注入可以增强材料表面的硬度、抗腐蚀性能,并且可以在材料表面形成新的物理结构层。
这种方法被广泛应用于半导体、光学器件等领域。
三、表面改性技术的应用案例1. 汽车制造在汽车制造领域,通过表面改性技术可以提高汽车的安全性和气候适应性。
例如,采用防腐涂层可以提高车体的耐腐蚀性,增加其使用寿命;利用氟化处理可以使车窗具有防雨效果,提高行车安全性;通过表面硬化技术,增强发动机缸体的强度和耐磨性。
材料表面改性简述摘要:随着材料新性能的要求越来越高,对材料进行的各种处理方法也多种多样,而材料表面改性可以使材料表面获得更好的表面特性,针对性提高材料性能。
本文主要介绍金属非纳米材料与无机粉体材料的表面改性以及常用的改性方法与改性剂。
关键词:表面改性改性剂引言表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下,改善工件表面层的机械、物理或化学性能,赋予其表面新的性能,如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。
传统的表面改性技术,如表面热处理、表面渗碳等已有上百年的历史了。
上世纪50年代高分子涂装技术有了非常大的发展,由古老的刷涂、空气喷涂发展为静电喷涂、流化床涂装、电泳涂装及静电涂装。
60年代以来,传统的淬火已由火焰加热发展为高频加热。
后来,激光器与电子束装置的应用,出现了激光束、电子束的淬火技术。
电镀是一门古老的表面改性技术,相当长时间,电镀只能镀覆纯金属模,目前已能镀覆多种合金,也可以在表面上镀陶瓷和金刚石粉末,以增加表面的抗磨性。
70年代以来,化学镀有了很大的发展,它已成为一个有效的镀覆手段。
近30年来,热喷涂得到了迅速的发展,国内外形成了一种热喷涂技术热,使它在多种工业部门得到了广泛应用,而且发展出多种类型的热喷涂技术。
激光束、电子束成功地应用于现代材料表面改性,出现了如激光表面涂敷、激光表面合金化、激光表面淬火、电子束表面淬火、表面镀膜等等多种现代材料表面改性技术。
,使镀膜技术迅速由最初的热蒸汽镀膜发展为一系列的现代表面镀膜技术,使镀膜温度大大降低,膜层质量有了很大的改进。
还有如今发展的化学气相沉积、物理气相沉积、等离子体技术等等使工业应用有了美好的前景。
1.金属非纳米表面改性金属零件在服役过程中会由于表面强度不足,或耐腐蚀性差而疲劳破损,故改善和提高材料表面性能成为提高疲劳强度、延长使用寿命的重要工艺措施。
一般有金属表面形变强化和金属表面热处理。
表面形变强化一般有喷九、滚压和内孔挤压等,喷九主要是利用高速弹丸强烈冲击零件表面,使之产生形变硬化层并引进残余压应力,可显著提高金属的抗疲劳、抗应力腐蚀破裂、抗腐蚀疲劳、抗微动磨损、耐点蚀等。
了解碳酸钙表面改性的方法、工艺及常用改性剂碳酸钙是目前有机高聚物基材料中用量最大的无机填料,但是,未经表面处理的碳酸钙与高聚物的相容性较差,简单造成在高聚物基料中分散不均从而造成复合材料的界面缺陷,降低材料的机械强度。
随着用量的加添,这些缺点更加明显。
因此,为了改进碳酸钙填料的应用性能,必需对其进行表面改性处理,提高其与高聚物基料的相容性或亲和性。
1、碳酸钙表面改性简述碳酸钙的表面改性方法重要是化学包覆,辅之以机械化学;使用的表面改性剂包括硬脂酸(盐),钛酸酯偶联剂,铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂以及无规聚丙烯,聚乙烯蜡等。
碳酸钙连续表面改性工艺表面改性要借助设备来进行。
常用的表面改性设备是SLG型连续粉体表面改性机、高速加热混合机以及涡流磨和流态化改性机等。
影响碳酸钙表面改性效果的重要因素是:表面改性剂的品种、用量和用法(即所谓表面改性剂配方);表面改性温度、停留时间(即表面改性工艺);表面改性剂和物料的分散程度等。
其中,表面改性剂和物料的分散程度重要取决于表面改性机。
2、脂肪酸(盐)改性碳酸钙硬脂酸(盐)是碳酸钙最常用的表面改性剂。
其改性工艺可以采纳干法,也可以采纳湿法。
一般湿法工艺要使用硬脂酸盐,如硬脂酸钠。
(1)硬脂酸干法改性碳酸钙涂酸磨机改性碳酸钙采纳SLG型粉体表面改性机和涡旋磨等连续式粉体表面设备时,物料和表面改性剂是连续同步给入的,硬脂酸可以直接以固体粉状添加,用量依粉体的粒度大小或比表面积而定,一般为碳酸钙质量的0.8%—1.2%;在高速混合机、卧式桨叶混合机及其他可控温混合机中进行表面包覆改性时,一般为间歇操作,首先将计量和配制好的物料和硬脂酸一并加入改性机中,搅拌混合15—60min即可出料包装,硬脂酸的用量为碳酸钙质量的0.8%—1.5%左右,反应温度掌控在100℃左右。
为了使硬脂酸更好地分散和均匀地与碳酸钙粒子作用,也可以预先将硬脂酸用溶剂(如无水乙醇)稀释。
改性时也可适量加入其他助剂。
材料改性浅谈表面改性摘要:本文主要总结了各种材料的改性及改性剂对其的影响,其中还涉及到各种改性方法及对材料改性的展望。
关键字:表面改性纳米金属1引言表面改性是指在保持材料或制品原性能的前提下,赋予其表面新的性能,如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。
表面改性的方法有很多报道,大体上可以归结为:表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。
表面改性技术(surface modified technique)则是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。
它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。
这些用以强化零件或材料表面的技术,赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。
使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件,提高了可靠性、延长了使用寿命,具有很大的经济意义和推广价值。
2表面改性对不同材料性能的影响2.1对SF/PP复合材料性能的影响剑麻纤维(SF)因具有较高的比强度和比模量而成为树脂基体较好的天然纤维增强材料,适用于制备成本低、比模量高和耐冲击的纤维/树脂复合材料。
国内常用马来酸酐接枝聚丙烯或有机硅烷为界面相容剂,来提高SF/PP复合材料的力学性能,表面改性可以提高纤维与PP基体的黏合性。
使SF/PP M合材料的力学性能和流动性能提高,吸水率下降"】。
2.2对羟基磷灰石蛋白吸附的影响羟基磷灰石因为与人体骨组织中的无机组分相近而被广泛应用于有机/无机复合物中。
但是,HAP表面具有亲水性,大多数应用于骨修复的有机材料具有疏水性,两者的极性差异导致了界面相容性下降,进而降低复合物的力学性能。
克服这一困难最常用的方法就是对HAP表面改性,它一方面可以增强复合物的力学性能,另一方面可以使HAP在基体间均匀分散,有利于复合物的蛋白质和细胞吸附。
表面改性剂:涂料油墨的点睛之笔简介为什么改变涂料表面特性改变表面能优化表面消光蜡蜡在涂料油墨中起什么作用蜡的消光性能回到改变表面能怎样加入添加剂实际应用结论简介涂料和油墨的表面暴露在“外面的世界”里,必须经受一些严峻的环境考验,很可能导致体系本身的快速老化。
除了这一点,表面还是形成涂料外观的主要原因,比如光泽和“质感”,这些都来自于表面。
绝大多数情况下,不加入改变涂料表面性能的特定添加剂――也就是表面改性剂,就无法得到优越的表面性能。
加入不同种类的添加剂,现在我们可以改变以下性能:•斥水性•耐刮擦、片落、损伤性能•耐磨性能•提高,或降低光泽•流动和流平性•柔和,平滑的质感•抗粘联性能•表面纹理为什么要改变涂料的表面性能?改变涂料的表面基本上有两个原因。
第一个是需要降低表面张力/表面能,以便获得与此相关的特定性能。
第二个原因,是获得不同的光学效果,比如消光,或者表面纹理。
后一种添加剂不一定需要影响体系的表面能――不过这要根据化学结构来看――也有很多种类的添加剂,同时改变了这项特性。
改变表面能设计涂料油墨配方时,必须明白表面张力和表面能的规律和关系,因为这个现象控制着很多我们需要的涂膜特性,比如流平性、润湿性、耐刮擦和损伤能力、斥水性以及表面“质感”等等。
所有这些特性,都严重依赖涂膜的表面张力。
涂料和油墨中使用的大多数介质表现出高表面能。
最常用的介质――比如以环氧为例――表面能是47达因/厘米(参见图表)。
涂料油墨中使用的大多数其他介质――除了硅树脂以外――数值都在差不多的水平。
由于一般涂膜具有这个相对较高的表面能数值,所以很难得到优越的流平性、质感和耐刮擦、损伤性能。
硅树脂、各种蜡产品以及特定的表面活性剂,都是专门设计,用来提高这些性能的。
我们将进一步讨论这些产品的优劣。
尽管它们都能用来改变表面能,但它们的化学性质差别却很大。
优化表面很多情况下,必须改变涂料或者油墨的表面光学效果,比如降低光泽或者特定纹理。
要降低体系的光泽,可以通过引进一种“微观粗糙”的表面,来“破坏”高光涂膜的光滑表面,这样入射光线就会被反射到各个不同的方向(如图)常用的消光解决方案,是加入氧化硅消光剂。
这种添加剂能很有效地降低各种体系的光泽――不仅是溶剂型――还有水性体系。
消光效果依赖于多孔性――以及不规则的颗粒表面。
当在涂料油墨体系中加入足够的数量,当涂膜干燥收缩时,它们就会扩展到涂膜表面,这样就能把涂膜从一个光滑的――甚至高光的表面,变成平光表面。
大多数情况下,添加量2-4%时,就能达到效果。
氧化硅助剂在一般溶剂型体系,和水性体系里面一样有效,但是在现代高固含量――或者无溶剂体系中,效果就差得多了。
其消光机理――如上文所述――此时不再发生作用。
原因就是没有足够的溶剂:所以不发生――或者很少发生涂膜收缩。
这意味着要达到消光效果,就必须增加添加数量,比如达到10-15%的水平。
但是这样一来,其他问题就出现了:体系的粘度和流变水平,上升到了不可接受的地步。
换句话说,消光效果和应用特性,实际上不可能同时达到足够好的程度。
唯一的解决办法,就是使用不依靠涂膜收缩来消除光滑表面的添加剂。
加入的数量必须相对较低――以便维持应用性能――但是同时必须能有效影响涂膜表面。
这种产品确实存在:消光蜡什么是蜡?几个世纪以来,蜡意味着蜂蜡。
主要用来燃烧蜡烛,偶尔也用在船只防水。
在17世纪,第一批巴西棕榈蜡被进口到欧洲。
那时,蜡是什么,这个问题很容易回答。
后来,化石材料,比如褐煤蜡、固体石蜡还有微晶蜡纷纷加入蜡的家族。
蜡的化学性能:总的倾向今天,市场上有各种各样的蜡。
很多都是合成的,蜡是什么,这个问题变得更难回答。
下表给出了最常用天然蜡的特性汇总――巴西棕榈蜡――还有各种合成蜡。
聚乙烯蜡――仍然是使用最广泛的蜡――被列在当中:它是“万蜡之母”蜡在涂料油墨中起什么作用蜡作为表面改性剂,必须出现在体系表面,才能发挥作用。
基本上,有两种理论解释这个现象:轴承效应和漂浮效应。
原理如下图所示,两种理论都有充分依据。
轴承理论认为蜡只有在其颗粒尺寸接近涂膜厚度、或者稍大时,才能发挥作用,这解释了蜡对于提高涂料耐刮擦和耐损伤性能的有利影响。
该理论得到了以下观察结果的支持:•a)各种颗粒极细的蜡产品,没有更粗一点的产品有效•b)在很快干燥的涂膜中,蜡没有时间漂浮到表面•c)高粘度涂料中,蜡不能漂浮,因为在涂膜中的运动受到限制这些陈述都来自于对薄膜印刷油墨的观察,厚度范围通常是3-5微米。
同时,凹版,或者凸版印刷油墨的干燥时间的确非常短。
最后一个反对漂浮理论的证据,就是各种蜡产品可以在高粘度的涂层中起作用,比如转印油墨,在这种情况下,蜡不大可能漂浮到表面上。
漂浮理论假设,蜡实际上能漂浮到涂膜表面,来发生作用。
这个理论也得到有力支持:•a)微细颗粒的蜡(3-5微米)在厚膜中有效(在超过100微米的特定无溶剂体系中)•b)“重”组分,比如PTFE(四氟乙烯,比重0.15),在厚膜中不是经常有效,因为只有一小部分能达到表面•c)有些情况下,厚膜中的蜡,消光能力超过薄膜。
看起来存在“水池效应”:如果涂膜中的蜡越多,那么能飘浮到表面的也越多。
可以推论说,这两种“观点”(就像双重信仰)都有一定价值,主要看立足点在哪一边,到底是油墨(薄膜,干燥快),还是涂料(较厚的涂膜,更长的干燥时间)蜡的消光性能不管哪一种情况,蜡都是在表面发生作用。
根据蜡的类型,以及蜡的颗粒尺寸,它可以用作消光剂。
在很多方面,蜡和氧化硅不同。
当然,这有优点,也有缺点。
效率――坏消息在“普通”的体系里面,和氧化硅相比,蜡的效率要低50%。
换句话说,如果添加2%的氧化硅能达到你所希望的消光效果,那么用好的消光蜡就需要4%,比如聚乙烯蜡,才能达到同样的消光水平。
效率――好消息不过,在高固含量体系里面,比如以前讨论过的紫外体系,选择合适的蜡要比氧化硅效果好。
根据前面提高的漂浮理论,这是由于蜡能漂浮到表面。
这意味着只需要加入较少的蜡,就能得到很好的消光效果,同时保持体系的粘度处于可接受的范围。
同时,作为额外收获,耐损伤性能明显提高,同时耐刮擦性能和表面质感(或者叫触感)也提高了。
紫外体系的消光(60度)和粘度上面显示的是,在100%固体的地板涂料紫外体系中,粘度和消光的影响。
选择了两种知名的氧化硅品牌,与两种100%聚乙烯蜡比较。
通过图形可以看到,氧化硅和蜡的添加量为10%。
对于氧化硅,体系的粘度上升到了不可接受的水平,但是体系的光泽仅仅下降了一点。
对于蜡,从60度角观察,光泽下降了30%,体系粘度仅仅提高了一点。
需要补充一句,这样的消光效果只有使用特种纯聚乙烯蜡才能达到。
评估的其他蜡,比如聚乙烯共聚物蜡,聚乙烯或者四氟乙烯PTFE化合物等等,对于粘度的影响都很小,但是消光效果达不到这个水平。
对平光光泽的影响平光光泽是不同角度观察时,光泽/平光的变化。
对于这个特性,蜡产品和氧化硅也有不同的影响。
改变角度,比如从60度转到30度,氧化硅消光体系的消光性能将下降,也就是更倾向于高光。
蜡产品对此不敏感。
从不同角度观察涂层,光泽只有少许变化。
对耐刮擦性能的影响对于消光涂料来说,最难的问题就是保持或者获得很好的耐刮擦能力。
光泽越低,越难防止表面对于刮擦的敏感性。
这一次,氧化硅和蜡的性能再次体现出不同。
在氧化硅消光的表面刮擦,通常只能得到白色刮痕。
对于蜡消光表面来说,对于刮擦不太敏感――当然这和使用的蜡有关――可能表现出“光泽刮痕”。
解释很明显:刮擦一个氧化硅消光表面,将打破突出的氧化硅颗粒,形成白色刮痕。
由于蜡不像氧化硅那么脆,但是倾向于随温度变化――突出的蜡颗粒不会破裂,但是可能在高压下融解,在涂层表面形成“污损”,造成光泽刮痕。
回到改变表面能硅树脂类添加剂,表面活性剂,还有蜡都能对涂料油墨的表面能形成明显影响。
问题仍然是:“我们应该先看哪一种?”答案则可能是,需要对比所有产品的优缺点。
正如我们都知道的那样:没有一种产品――单打独斗――就能解决涂料和油墨的问题。
我们得出的解决方案,将会是一个折中:“将会得到这些性能,同时失去那些……”让我们逐个看看:硅树脂正如从表面能图表上看到的那样,硅树脂的数值很低,只比PTFE高。
这意味着将会对所有相关于低表面能的特性,产生影响,比如流平、流动、斥水性、以及耐刮擦性能。
因为硅树脂很容易迁移到表面,所以只要添加很少数量,就能达到效果。
这种添加剂的主要优点在于――作为液体产品――只需要用低能量的设备搅拌加入就行了,而这样的低能量设备根本不会影响涂料的光泽。
如果需要低表面能,同时不能影响高光性能,那么除了硅树脂别无选择。
不过,还有唯一的一个缺点:根据使用硅树脂的种类不同,可能对涂料的二次涂装,或者涂层之间的粘合造成影响。
由于这个原因,很多配方师都宁可不用这个产品。
在需要改变涂料外观、以及表面“触感”的情况下――比如涂料需要“柔和的触感”――这时,使用部分经过特殊改性的硅树脂就能达到效果。
有些硅树脂是交联的,所以能产生三维的网络,形成弹性颗粒。
可以悬浮在水性乳液中,或者制成颗粒,使用时可以搅拌加入涂料配方。
表面活性剂表面活性剂通常用于改善颜料、填料分散性,不过也可以成为解决表面问题的高效助剂,用来处理基材润湿、流平性等等问题。
在涂料配方中,用于流平和润湿功能的表面活性剂,大致分成两类。
烃类表面活性剂和氟碳类表面活性剂。
烃类表面活性剂中,用来降低表面张力的主要结构,由碳和氢组成,而氟碳类表面活性剂的主要功能性结构,由氟和碳组成。
不论是烃类还是氟碳类表面活性剂,都有阴离子、非离子和阳离子三类化学品。
烃类表面活性剂通常要比氟碳类表面活性剂便宜,并且烃类表面活性剂具有各种功能基团。
另一方面,氟碳类表面活性剂,能把表面张力变得很低。
氟碳表面活性剂同时要比烃类表面活性剂效率更高――也就是产生效果需要的浓度更低。
氟碳表面活性剂可以进行调整,适用于各这涂料体系,包括溶剂型,或者水性体系、高固含量涂料、以及粉末涂料。
因为烃类表面活性剂相对比较便宜,所以涂料配方中出于经济因素考虑,一般会首先试用。
比较好的基本配方浓度,是重量百分比0.3-0.4%。
必须把浓度调整到表面张力开始下降为止。
烃类表面活性剂通常能把涂料的最低表面张力降低到28-35达因每厘米。
如果烃类表面活性剂试用不能解决涂料问题,可能出现以下情况:•涂料表面张力尽管降低了一点,但是还是比较高•烃类表面活性剂不是体系里面表面张力最低的组分。
例如,如果配方里使用了硅树脂消泡剂,当干燥或者固化工艺中出现表面张力梯度时,再使用烃类表面活性剂就不能解决问题。
•必须使用高浓度的烃类表面活性剂才能充分降低表面张力――这是烃类表面活性剂最常见的问题――这会把涂料对水分的敏感性,提高到无法容忍的地步。
如果尝试烃类表面活性剂之后,出现了以上一种或几种情况,下一步就必须在配方中使用氟碳表面活性剂。