用于水性和uv固化涂料和油墨的超湿润剂的新时代| 2011-11-01

今天水性和辐射固化涂料和油墨的增长远远超过溶剂型涂料和油墨。对低挥发性有机化合物、“绿色”材料、改善食品安全和降低经济效益(库存减188金宝搏bet官网少和更快的生产速度)的需求都促进了这种增长，这反过来又增加了对超级潮湿器的需求。为什么?随着配方师从溶剂型涂料和油墨过渡到创造更健康、更安全、更环保的系统，性能要求揭示了水性和辐射固化系统相关的问题和缺点。特别是，在涂料生产和应用过程中，许多使用的表面活性剂包对稳定泡沫有负面影响。此外，特别是在水性涂料中，水固有的高表面张力可能会造成表面缺陷，如坑洞和基材的不湿性。

表1点击放大

随着水性和辐射固化涂料和油墨的增长，粘合剂系统的发展也越来越多，配方师发现，在开发新配方时，他们需要更广泛的湿润添加剂组合来选择。由于性能不一致，没有一个通用的解决方案适合广泛的配方和基材;不遵守法规;可怜的pH稳定性;性能差的要求，高速应用;成本都给配方者带来了问题。在涂料和油墨行业，硅胶材料已经开发和使用多年，以改善许多系统的表面外观和性能，包括润湿，188金宝搏bet官网但这一技术也受到性能不一致的影响。道康宁最近推出了四种100%有机硅聚醚共聚物，在水性和辐射固化体系中具有良好的兼容性，在广泛的配方、pH范围和基材中始终保持良好的润湿性能。

本文描述了一项应用研究，将这四种独特的硅酮聚醚共聚物超湿润剂的性能与市场上现有的表面活性剂(乙炔二醇和硅酮聚醚共聚物，包括Gemini表面活性剂)进行了比较(表1)。

表2点击放大

Superwetters

这些新型超湿润剂是低粘度和低分子量的材料，因此很容易融入涂料和油墨中。188金宝搏bet官网它们迅速迁移到涂层表面，并有效地填充，从而产生较低的表面张力，以达到良好的润湿性能。静态表面张力测量用0.1%的重量水溶液在室温下进行。平衡表面张力用Krüss K10T张力计和铂Wilhelmy板测量。在这种测试方法中，将铂板浸入测试液中，将铂板从溶液中取出所需的力作为液体表面张力的度量。

表3点击放大

超湿润器提供了优秀的静态表面还原(表3)。

虽然环氧乙烷含量(HLB)不会直接影响在水中的表面张力，但它会影响涂料或油墨配方中表面活性剂的溶解度和性能。因此，具有一定的HLB值范围可以让配方人员为给定的配方选择正确的产品。

静态表面张力可以从理论上说明表面活性剂可以在多大程度上降低给定溶液的表面张力，以达到良好的润湿效果，而动态表面张力(DST)则更能反映涂层或油墨应用过程中的实际性能，因为它可以测量表面活性剂迁移到空气/液体界面的速度。图1显示了超润湿剂和竞争对手的DST结果，以0.2%的重量在水中。DST的测量方法是使用气泡张力计，使空气以不断增加的速度通过测试液体，在此期间测量形成气泡所需的最大压力。随着气泡速率从每秒1个气泡增加到10个，创建新界面(液体/空气)的时间减少。

图1点击放大

所有的超湿器在中低应用速度下表现良好，这可以从1和5 Hz的低DST值中看出。特别是，道康宁®502W添加剂和竞争对手添加剂7保持其非常低的DST在高速。这表明，这两种产品将有助于在高速应用和具有挑战性的条件下(如喷洒)润湿。然而，这个测试只是一个指示，并不能反映所有情况下的真实性能，我们稍后将看到，虽然道康宁502W的性能得到了一致的应用数据的支持，但这不是竞争对手7添加剂的情况。

高ph值涂料是装饰市场上最常见的涂料，这里，湿润添加剂的长期稳定是关键。图2显示了表面活性剂在pH 11下时效1个月后的DST性能。在pH值为11的条件下，道康宁500W添加剂经过1个月的陈化后可获得长期性能，持续提供较低的表面张力。这使得配方商可以在高ph值的配方中使用它，并有信心在最终使用阶段长期保持湿润性能。数据表明，该添加剂在高pH条件下获得长期性能，这是由于非活性乙酰氧末端封顶基团的稳定性。

图2点击放大

Superwetters的好处

在这一部分的应用研究中，每种表面活性剂在每个配方中以0.2%的重量进行比较。为了比较性能，我们评估了以下属性:

1.表面外观通过视觉评估表面缺陷(润湿和平整);
2.滑动(摩擦系数)。

在配方中加入表面活性剂会带来泡沫稳定的风险，通过测量高速剪切后的泡沫高度来评估其对泡沫的影响。

水性聚氨酯和丙烯酸木镶木地板漆配方中的性能

表4和表5所示的两种典型木材涂料配方被用来评估超湿润器的性能。第一种以聚氨酯分散体为基础，第二种以丙烯酸分散体为基础。

表4点击放大

在图3中，我们可以看到使用超润湿剂和竞争性表面活性剂1-7对这些木材涂层在玻璃上的评估。玻璃被用作基板，因为这是行业中用于评估木材涂料的标准基板。超润湿剂的润湿性能高，产品之间只有很小的差别。将这些与竞争添加剂1-7进行比较，我们可以看到，超级润湿剂的润湿性能在很大程度上优于竞争添加剂。或许更重要的是，两种配方的性能是一致的，虽然一些竞争性添加剂在一种配方中表现良好，但在另一种配方中表现较差。

表5点击放大

俗话说，“眼见为实”，这句话在超级潮湿的表现上当然是正确的。图4显示了添加和不添加超润湿剂的水性聚氨酯丙烯酸木拼花漆的润湿性能;在这个例子中，道康宁67加法显示。

图6显示了这一点，在图6中，道康宁67添加剂与道康宁57添加剂在无溶剂uv固化涂层中的性能进行了比较。在这个配方中，我们可以看到，67添加剂在不影响滑移(摩擦系数)的情况下具有优越的润湿性能，而57添加剂的润湿性能较低，但滑移显著减少。超级润湿剂和其他添加剂在抗滑性能上的差异，使配方商有机会定制其配方，以适应最终应用。

图3点击放大

水性柔版油墨的性能

在PET的例子中(图7)，另一种低能量的基板非常难润湿，道康宁500W和501W添加剂表现出色，这表明非反应性的封端影响了性能。摩擦系数保持不变;这在印刷应用中尤其重要，因为高滑移导致印刷物品难以堆叠。此外，如果需要降低滑移特性，可以使用定制的滑移添加剂进行调整，如道康宁的57或51添加剂。超级润湿剂和其他添加剂在防滑性能上的差异使配方商可以根据终端应用的需要定制配方。