水性工业涂料助剂的应用与前景展望

    【集萃网观察】 2007年的水性工业涂料市场依然是比较坚挺的概念股，与之相应的助剂产品也逐渐日益增多，但除了大部分产品应用在乳胶漆等民用市场之外，真正可以应用在水性工业涂料市场的助剂品种并不多见。但鉴于这些助剂对整个水性涂料配方的重要性，本文试图从应用的角度，分析一下这几类助剂的应用及发展方向。

　　1　润湿剂相对于溶剂型涂料，润湿剂对水性工业涂料的重要性是不言而喻的。除了配方中其他组分对润湿方面的贡献，使用必要的润湿剂是行之有效的方法。因为水作为溶剂的因素，目前市场上大体可分为两种，一种为非离子型的高分子烷基醚、烷基醇或烷基酯，这类产品价格比较便宜，但添加量比较大，且对其他组分的性能有相对较大的影响，所以只在一些低端市场上有所应用。

　　另一种为聚醚改性的甲基聚硅氧烷，对底材的润湿非常有效。这类产品能够快速地降低水性涂料的表面张力，有效改善临界底材及被污染底材的润湿性，在比较低的添加量下有极优良的功效。这方面比较有代表性的产品如：BAYER集团BORCHERS公司Baysilone-Paint Additive3739,Degussa集团TEGO公司TEGO-WET 260等。

　　当然，抛开价格的因素，Air products公司的Surfynol 2502也是一款非常出色的产品。它基于Gemini专利表面活性剂技术，属于乙氧基化/丙氧基化乙炔基表面活性剂。由于分子内部含有两个亲水基及至少两个疏水基，它具有更强的表面活性，效率高，用途多。除了提供极低的表面张力，Surfynol 2502同时提供极优异的去泡沫稳定性能。

　　对于水性工业涂料使用的润湿剂，国内一般只能量产非离子型的高分子烷基醚、烷基醇或烷基酯，且产品质量参差不齐。作为长远的行业配套，加强硅改性及氟改性的润湿剂的开发及其他专利表面活性剂的应用，将是今后几年助剂行业的目标之一。

　　2　消泡剂在水性工业涂料的施工中，经常会发生‘爆泡’的漆膜弊病。水性工业涂料的泡沫问题比较复杂，除了配方组分中基料本身的起泡倾向，各类添加剂的品种、用量及相容性都对泡沫的产生及稳定有相当的作用。所以消泡剂的选择，对于水性工业涂料的表面性能是起着很重要的作用的。

　　早期的水性工业涂料消泡剂一般选择低级醇、酯和矿物油改性的表面活性剂，如椰子醇、环己醇、磷酸三丁酯、亚麻油、石蜡油、脂肪酸等等；这些消泡剂水溶性较差，属于‘破泡’能力较强但‘抑泡’能力较差的品种，在一些经过高剪切力分散的场合，这类消泡剂就受到了很大的局限。

　　当低分子量的聚醚被尝试用作水性工业涂料的消泡剂时，新的开发思路出现了。通过对各种聚醚的亲水/疏水的调节，可以制造出不同相容性和消泡能力的产品。国内已经有相关的产品问世，大体结构属于聚乙烯基异丁基醚（PIBV），对于一般的应用基本上能达到消泡的目的。这类产品主要是通过不断地试验，获取大量的数据，才能研发出真正适合市场需求的消泡剂。

　　在早期水性涂料消泡剂的研发中，将聚二甲基硅烷经过乳化处理而得到乳液型聚硅氧烷消泡剂。

　　这类消泡剂相容性较好，在水相中易分散，消泡能力强且用量较小；但经过长期的使用发现，还是会有重涂性及对表面控制的影响。比较有效的解决方案是在有机硅的甲基链端用聚醚置换改性，可以得到各方面性能比较平衡的产品。

　　水性工业涂料使用的消泡剂的选择，需要结合实际的树脂体系、配方的设计思路、其他添加剂的品种及用量、施工方法及条件等等各方面去考虑。总体的原则是使用消泡能力强，相容性好，不影响分散性，保持持久消泡能力的产品。而将来水性消泡剂将朝着性能复合化的方向发展，在提供消泡性能的同时，具有其他性能的改善，从而降低配方的综合成本。

　　3　表面控制剂水性工业涂料的表面控制剂包含了对表面平滑性、抗粘连性、抗划伤性、防水性、防流挂性、光泽选择性等。这些表面控制剂通常能降低水性涂料与底材的界面张力，提高润湿性能；调整水性涂料的干燥速率，改善流动性，提高平滑度；可在漆膜表面形成单分子层，降低表面张力，减少表面张力梯度差，从而达到表面控制的目的。

　　与溶剂型涂料大体相同，水性涂料用的表面控制剂也可按品种分为几类；比较通用的有聚丙烯酸酯类，其分子量较低，可以比较快速地迁移到涂层表面形成单分子层，均匀表面张力，从而达到表面控制的目的；这类表面控制剂没有重涂性的问题，不过相容性较差，并不适用很多涂料体系。而聚醚或聚酯改性的有机硅，始终是最为广泛使用的表面控制剂；这类表面控制剂对水性涂料的缩孔、挂边、鱼眼、旋涡等弊病改善明显，只要选择得当，不会出现相容性的问题，对水解稳定；没有其他副效应；对光泽及鲜艳度有明显提高。这类产品能够快速地降低水性涂料的表面张力，在比较低的添加量下有极优良的功效。这类表面控制剂比较有代表性的产品如：BAYER集团BORCHERS公司Baysilone-Paint Additive OL 17（聚醚改性）、Baysilone-Paint Additive PL（聚酯改性）；WORLEE公司WorleeAdd 315、Degussa集团TEGO公司TEGO-Glide 482等等。

　　当然，氟改性的聚丙烯酸酯类、全氟素表面活性剂等表面控制剂的开发使用也正方兴未艾。只是因为市场因素，现在还没有大量的生产应用。国内市场上还是以聚丙烯酸酯类的表面控制剂为主，但随着有机硅技术的日益提高，各类复合有机硅类的表面控制剂未来将占据绝大部分的应用领域。

　　水性工业涂料市场的助剂品种逐渐日益增多，市场始终主导着助剂的研发方向。如何开发真正适合行业行情的助剂产品，将是摆在所有涂料人面前的重点课题。

    资料来源：中国涂装网