溶劑型配方具有天然較低的表面張力，易于潤(rùn)濕并能很好地轉(zhuǎn)移到大多數(shù)基材上。由于環(huán)境問(wèn)題，越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向水性配方，存在表面潤(rùn)濕、起泡、流動(dòng)和流平等固有問(wèn)題，這是所有水性體系共有的。水性體系需要醇類和表面活性劑將其表面張力降低到可接受的水平，以進(jìn)行轉(zhuǎn)移、鋪展和粘附。
動(dòng)態(tài)表面張力是表面年齡和濃度的非線性函數(shù)。在比較表面活性劑時(shí)必須考慮這一點(diǎn)。涂料應(yīng)用是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，活性表面活性劑會(huì)導(dǎo)致表面張力隨著速度和配方的變化而變化。涂層的表面張力必須低于基材的潤(rùn)濕張力才能獲得良好的沉積。
經(jīng)典觀點(diǎn)是，在表面活性劑臨界膠束濃度 (CMC) 下，許多與表面張力相關(guān)的特性（例如去污力、起泡和潤(rùn)濕性）要么最大化要么最小化。然而，當(dāng)表面層和本體溶液之間建立平衡時(shí)，這些關(guān)系是基于僅限于靜態(tài)表面張力條件的經(jīng)典測(cè)量。;">活性表面活性劑的動(dòng)態(tài)表面張力測(cè)量揭示了表面活性劑有效性最高的水平，這不一定與平衡 CMC 相關(guān)。動(dòng)態(tài)測(cè)量更準(zhǔn)確地反映實(shí)際、過(guò)程中、表面活性劑和涂層性能。實(shí)際上，如果您限制表面活性劑遷移時(shí)間（通過(guò)使用更快的涂層工藝），您需要更多的表面活性劑來(lái)完成與較慢工藝相同的工作。
表面張力決定涂層是否會(huì)潤(rùn)濕并鋪展在固體基材上或從固體基材上縮回。涂層既表現(xiàn)出作為涂層與基材結(jié)合程度的量度的粘附力，又表現(xiàn)出作為涂層自粘附程度的量度的內(nèi)聚力。
擴(kuò)散系數(shù)是粘附功和內(nèi)聚功之差。
如果粘附功 > 內(nèi)聚功：發(fā)生自發(fā)鋪展。
如果內(nèi)聚功＞粘附功：回縮，則發(fā)生表面缺陷。
使用表面活性劑是因?yàn)樗鼈兡軌蚪档捅砻鎻埩?。它們按分子表面作用部分的離子電荷分類。陰離子表面活性劑具有負(fù)分子電荷、陽(yáng)離子正電荷和非離子不帶電荷。兩性具有正電荷和負(fù)電荷。
一般來(lái)說(shuō)，分子質(zhì)量較?。ㄝ^輕）的表面活性劑（疏水尾短）擴(kuò)散到界面的速度較快，并垂直吸附在界面處，使壓縮力作用于表面，從而降低表面能或表面張力。具有環(huán)氧乙烷基團(tuán)的非離子表面活性劑通常非常迅速地?cái)U(kuò)散到表面，而氟化表面活性劑在平衡時(shí)更慢且更有效。大多數(shù)較高濃度的表面活性劑在相鄰分子之間產(chǎn)生強(qiáng)大的分子吸引力，從而形成堅(jiān)固的表面膜，其強(qiáng)度決定了表面活性劑溶液的表面性質(zhì)。
緩慢擴(kuò)散的表面活性劑可能無(wú)法將表面張力充分降低到可接受的水平，并且可能是造成以下缺陷的部分原因：Bénard 細(xì)胞、隕石坑或針孔、爬行或縮回、漂浮、橘皮和圖片框架（邊緣堆積）。
快速擴(kuò)散的表面活性劑可以通過(guò)消除表面張力梯度來(lái)減輕表面缺陷。這是通過(guò)表面活性劑從高濃度（低表面張力）快速遷移到低濃度（高表面張力）而發(fā)生的。這種類型的表面活性劑可以降低表面張力，并具有減少或防止泡沫的額外好處。配方設(shè)計(jì)師有時(shí)會(huì)錯(cuò)誤地增加表面活性劑濃度以減少梯度，而不是使用更好的表面活性劑。
配方設(shè)計(jì)師應(yīng)嘗試使用合適的表面活性劑，該表面活性劑理想地具有低平衡和低動(dòng)態(tài)表面張力值 - 足夠低，以便涂料以所需粘度的工藝速度施加到基材上。
涂層在基材上的轉(zhuǎn)移和鋪展取決于提供涂層的材料的表面能、涂層的表面張力和接受涂層的基材的表面能。基材必須具有高于涂層的表面能，并具有足夠大的吸引力以促進(jìn)良好的轉(zhuǎn)移和鋪展，進(jìn)而促進(jìn)良好的附著力。
使用“達(dá)因液體”溶液測(cè)量基材的潤(rùn)濕張力或表面能通常且成本低廉。這些是作為一系列預(yù)混溶液購(gòu)買(mǎi)的，每種溶液都具有以達(dá)因/厘米為單位的給定潤(rùn)濕張力。這允許根據(jù)比例在 30 至 56 達(dá)因/厘米的范圍內(nèi)配制一系列潤(rùn)濕溶液，如表中所示。達(dá)因液體溶液 (DLS) 用于測(cè)量基材的潤(rùn)濕張力或表面能。達(dá)因液體溶液 (DLS) 必須容易地潤(rùn)濕表面，以使基材的潤(rùn)濕張力等于所用 DLS 的表面張力。
與本文關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品:
