涂料潤濕性及標準簡介

涂料工業：     一、涂料潤濕性的定義 潤濕性是指物質在另一個物質表面形成接觸時，分子間作用力的表現。通常是指液體在與固體接觸表面上的吸附現象，即液體在接觸角范圍內與固體之間的相互作用。潤濕性是表征液體與固體接觸的性質，直接影響液體在固體表面的傳輸、擴散和吸附等過程。 在涂層領域，潤濕性主要指涂層與基材之間的相互作用能力。潤濕性好的涂層能夠更好地與基材結合，提高涂層的附著力、內聚力和耐久性。   二、相關標準 與涂料相關的潤濕性標準主要有： ?   ASTM D7490-2008《用接觸角測量法測量固體涂料、襯底和顏料表面張力的試驗方法》   ?   ASTM D7334-2008(2022)《用先進的接觸角測量法測定涂層、底層和顏料表面潤濕性的規程》   ?   DIN EN ISO 19403-1-2022《色漆和清漆 潤濕性 第1部分：詞匯和一般原則》   ?   ISO 19403-2-2024《色漆和清漆 潤濕性 第2部分：用測量接觸角測定固體表面的表面自由能》   ?   ISO 19403-3-2024《色漆和清漆 潤濕性 第3部分：用懸滴法測定液體的表面張力》   ?   ISO 19403-4-2017《色漆和清漆 潤濕性 第4部分：從界面張力測定液體表面張力的極性和分散分數》   ?   ISO 19403-5-2017《色漆和清漆 潤濕性 第5部分：從固體接觸角測量(僅對其表面能有分散作用)測定液體表面張力的極性和分散分數》   ?   ISO 19403-6-2017《色漆和清漆 潤濕性 第6部分：動態接觸角的測量》   ?   ISO 19403-7-2017《色漆和清漆 潤濕性 第7部分：傾斜臺上接觸角的測量(滾轉角)》   ?   ISO 28199-2-2021《色漆和清漆 與噴涂應用工藝有關的涂層系統性能評定 第2部分：顏色穩定性、過程遮蓋力、再溶解、不粘附噴涂物吸收、潤濕、表面紋理和斑紋》      三、潤濕性的測定方法 潤濕性可以通過接觸角 (contact angle, θ) 來量化，該接觸角是液體與固體表面相交處形成的角。   θ=0°   0°<θ<90°   θ=90°   90°<θ<180°   θ=180°

   完全潤濕   部分潤濕或潤濕   潤濕與否的分界線   不潤濕   完全不潤濕    1. 接觸角測量儀 接觸角測量儀使用液體滴液法或傾斜盤法來測量接觸角。 液體滴液法：將一滴液體滴在固體表面上，通過圖像分析測量接觸角。 傾斜盤法：將固體樣品放置在傾斜的平臺上，液體逐漸添加到表面大直到它開始流淌，接觸角可以從流淌開始的平臺角度計算出來。   2. 濕潤時間測量 濕潤時間測量，即測量液體完全潤濕表面所需的時間。這一方法通過將液體滴在表面上，并使用計時器記錄液體完全鋪展的時間來進行測量。 3. 表面張力測量 表面張力測量可以間接地用于評估潤濕性。 液體的表面張力會影響其潤濕性。例如，水具有相對較高的表面張力。根據楊氏方程，液體表面自由能是解釋接觸角的力之一。高表面張力的液體有更大的分子內聚力，這會導致水滴成珠。將一滴水和一滴油放在幾乎任何表面上，都會看到水的接觸角幾乎總是大于油的接觸角。假設兩個液滴的固體表面能相同，唯一的區別就是液體表面自由能在水中更高。如果在液相中加入表面活性劑，表面張力會降低，潤濕性會增加。   液體的表面張力系數σ，是指在恒溫條件下，表面張力所引起的表面功與其引起的面積變化之比。 受表面活性劑特性的影響，液體中的表面活性劑在液體內部保持平衡狀態；但在液體與空氣界面表面活性劑分子的親水基伸向液體，疏水基伸向空氣。   4. 原位掃描電鏡 (SEM) 原位SEM可用于觀察液體與固體表面之間的相互作用。通過在顯微鏡腔室中引入液體并將表面暴露在液體環境中，可以對潤濕性進行評估。   雖然接觸角和表面張力儀都涉及液體與固體表面的性質，但它們所關注的方面不同。接觸角描述液體在固體表面上的潤濕性質，而表面張力儀用于測量液體分子之間的內聚力，以評估液體本身的性質。

四、潤濕性調控的方法 改變涂層材料：選擇具有良好潤濕性的涂層材料，如有機硅、聚氨酯等，可以提高涂層與基材之間的潤濕性。 添加潤濕劑：在涂層中添加潤濕劑，如聚四氟乙烯 (PTFE) 、石墨烯等，可以增強涂層與基材之間的相互作用能力。 表面處理：對基材表面進行處理，如清洗、活化等，可以去除表面污染物，提高涂層與基材之間的親和力。 涂層厚度：增加涂層厚度，可以提高涂層與基材之間的接觸面積，從而提高潤濕性。 隨著技術的發展，潤濕性調控技術也在不斷創新和完善。未來的研究方向可能包括新型潤濕劑的開發、基于納米技術的潤濕性調控方法、智能化潤濕性調控技術等。這些新技術將有助于提高涂層的性能，降低生產成本，滿足不同應用場景的需求。

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