调平剂和润湿剂添加到涂料配方中，以降低涂料的表面张力。这使得涂层能够更均匀地润湿各种表面，包括低表面能基材、有缺陷的表面和脏表面。润湿和平整剂也有助于防止涂层干燥或固化时形成缺陷。

何时使用流平润湿剂

如果涂层配方有效地润湿涂层基材并干燥或固化而没有涂层缺陷，流平和润湿剂将不会改善涂层配方。以下是应试用润湿剂的情况。

如果涂层配方不能有效湿润表面，或涂层固化时出现缺陷。

• 如果一种涂层在受控的实验室环境中有效工作，但由于难以控制的应用条件而无法在现场发挥作用。润湿和找平剂可以帮助确保涂层的性能，即使是在肮脏的表面或有缺陷的表面上。

• 如果溶剂型，高voc配方被重新配制为水性，高固体，或100%树脂体系，如紫外线固化或粉末涂料。当重新配制现有涂料以降低或消除VOC水平时，重新配制的涂料通常具有更高的表面张力。这些重新配制的涂料可能需要流平剂和润湿剂，以确保涂料湿润表面，干燥或固化时没有缺陷。

流平剂和润湿剂的类型

决定是否使用润湿润平剂是相当简单的——如果涂层有问题，可以考虑使用。下一个问题是要尝试什么类型的润湿剂以及什么浓度。

在涂料配方中，主要有两种表面活性剂化学成分用作流平剂和润湿剂。这些活性剂是碳氢化合物表面活性剂和氟碳表面活性剂。这两种类型的表面活性剂之间的区别可以在图1中确定，图1显示了典型的碳氢化合物和氟碳表面活性剂。碳氢化合物表面活性剂的表面张力降低部分主要由氢和碳组成，而在氟碳表面活性剂中主要由氟和碳组成。

碳氢化合物和氟碳表面活性剂可用于阴离子、非离子和阳离子化学。按每磅计算，碳氢表面活性剂通常比氟碳表面活性剂便宜，而且碳氢表面活性剂具有多种官能团。另一方面，氟碳表面活性剂将导致涂层具有低得多的表面张力。氟碳表面活性剂也比碳氢表面活性剂更有效——需要较低的浓度才能产生效果。氟碳表面活性剂可适用于所有类型的涂料体系，包括溶剂型和水性涂料、高固体度涂料和粉末涂料。

尝试碳氢表面活性剂

由于碳氢表面活性剂较便宜，从经济上讲，首先在涂料配方中尝试使用它们是有意义的。该表给出了在水性系统中使用何种类型的碳氢表面活性剂的一般规则。一个好的起始浓度是0.1重量%的碳氢表面活性剂。图2显示了涂层表面张力与表面活性剂浓度之间的关系。它还显示了表面张力如何随着表面活性剂浓度的增加而趋于平稳。浓度应调整到表面张力开始趋于平稳的水平。碳氢表面活性剂通常会使涂层的表面张力最小为28-35达因/厘米。

在图2所示的碳氢化合物和氟碳表面活性剂的比较中，约0.01%的活性氟表面活性剂(3M(tm) Fluorad(tm) FC-129)的浓度将水基体系的表面张力降低到小于20达因/厘米。相比之下，浓度为0.1%的碳氢表面活性剂可以将系统的表面张力降低到略高于30达因/厘米。

如果所测试的碳氢表面活性剂不能解决涂层问题，则可能存在以下情况之一。

• 涂层的表面张力，虽然低于没有碳氢表面活性剂的涂层的表面张力，但仍然可能过高。

• 碳氢表面活性剂可能不是体系中最低的表面张力成分。例如，如果配方中含有有机硅消泡剂，则在干燥或固化过程中可能会出现碳氢表面活性剂无法解决的表面张力梯度。

• 如果需要高浓度的碳氢表面活性剂来充分降低表面张力(这是碳氢表面活性剂的典型情况)，涂层的水分敏感性可能会增加到无法忍受的水平。

尝试氟碳表面活性剂

在尝试碳氢表面活性剂后，如果上述任何一种或所有条件都存在，下一步是用氟碳表面活性剂配制。氟碳表面活性剂通常可以将涂料配方的表面张力降低到每厘米20达因或更低。较低的表面张力应使涂层的初始润湿能力最大化，并使因表面张力梯度而产生的涂层缺陷最小化。

当选择适当的氟碳表面活性剂来尝试特定的涂料配方时，下表中的规则也将适用。由于氟碳表面活性剂的效率要高得多，建议在水性配方中起始浓度为0.01重量%，在溶剂型配方中起始浓度为0.2重量%。

同时使用碳氢化合物和氟碳表面活性剂

如果涂层在使用氟碳表面活性剂将表面张力降至最低后仍然不能提供良好的润湿和流平性能，则可能存在下列条件之一。首先，考虑涂层的粘度。如果粘度很高，涂层不能均匀涂抹，较低的表面张力可能没有帮助。涂料可能需要重新配制以降低其粘度。其次，考虑涂层要应用于的基材。如果基材具有极低的表面能，仅仅降低涂层的表面张力可能不足以确保良好的润湿性。为了使涂层润湿基材表面，必须具备以下条件。

表面能非常低的一个例子是聚丙烯，它的表面能为每厘米22达因。假设涂料配方表面张力已降低到每厘米20达因，如果界面张力为每厘米3达因或更高，则涂料不会润湿表面。在这种情况下，必须降低涂层与基材之间的界面张力。表面活性剂的氟碳部分固有地排斥除其他氟碳表面活性剂以外的所有物质，因此，它迁移到涂层/空气界面，不影响界面张力。在本例中，除氟碳表面活性剂外，还必须使用碳氢化合物表面活性剂。一个相当低的亲水亲脂平衡(HLB)非离子表面活性剂会迁移到涂层/基材界面，并将界面张力降低到涂层会润湿基材的水平。在这种特殊情况下，氟碳化合物和碳氢表面活性剂的组合是必要的——单独的表面活性剂都不能解决这种涂层问题。

结论

如果您的涂层配方表现有效，并且没有涂层缺陷，您就不需要考虑流平剂和润湿剂。然而，如果您遇到涂层问题，可以考虑尝试碳氢化合物或氟碳表面活性剂，或两种表面活性剂的组合。通过试验各种表面活性剂并调整其浓度，您应该能够开发出适用于任何类型表面的涂料-甚至是低voc涂料。

边栏1:氟碳表面活性剂对重涂性的影响

由于氟碳表面活性剂大大降低了涂料的表面张力，配方商经常会问，含有氟化学物质的涂料是否会导致低表面能、难以重涂的表面?在大多数情况下，这个问题的答案是否定的。含有氟碳表面活性剂的涂层所产生的表面通常不会具有异常低的表面能。氟碳表面活性剂通过将其氟碳尾部对准空气/涂层界面来降低液体涂层的表面张力，但随着涂层干燥，氟碳尾部通常会远离表面。对含有氟化学品的各种涂料类型进行的可重涂性测试表明:

• 特别是在室温干燥或固化系统中，不太可能出现可重涂性问题，特别是如果在重涂配方中使用了氟碳表面活性剂。
• 通过在重涂配方中使用不同的氟碳表面活性剂，解决了炉固化体系存在的少数重涂性问题。

对于可能需要重涂的涂料，应进行重涂试验。含有氟碳表面活性剂的涂层的可重涂性可在完全固化后不久进行评估，并将准确预测涂层未来的可重涂性。

边栏2:使用氟碳表面活性剂作为分散剂

配方商经常考虑在涂料配方中使用氟碳表面活性剂作为分散剂。然而，氟碳表面活性剂在涂料配方中不能作为分散剂，因为它们基本上排斥除其他氟碳化合物以外的任何材料。为了有效地发挥作用，分散剂的一部分必须被吸引到液体载体和部分被分散的材料。氟碳表面活性剂可用来解决分散剂问题的唯一情况是液体载体不会浸湿要分散的材料。在这种情况下，氟碳表面活性剂可以添加到液体载体中，从而降低液体载体的表面张力，并使其湿润被分散的材料。

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