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氟碳表面活性剂的效果及使用的注意事项
无锡荣诚太湖塑业有限公司是一家专业生产不干胶、毛毡、海绵、保护膜产品的专业厂家,具有 十几年的历史。公司坐落于美丽的太湖之滨无锡北门石塘湾经济开发区。主要生产保护膜、海绵系列产品,拥有先进的生产设备和雄厚的技术力量。本厂产品畅销国内外,并一直享有很好的声誉。
本公司拥有国内先进的生产设备,年产各种海绵、保护膜5000多万平方米的系列产品,广泛应 用于塑钢、不锈钢、车辆、船舶、建筑装饰工程等行业的电子产品,防震、吸音、保温、保护、固定作用。产品质量在国内行业中处于领先水平。尤其是本公司研发的氟碳膜在很多行业得到了广泛的应用。可能有些人对氟碳膜不是很了解。在此,经验丰富的老师傅作些介绍。
在物质内部,每个分子受其周围分子的作用力是对称的,处于平衡状态。而处于表面上的分子所受的作用力是不对称的,一方面受到内部分子的作用力,另一方面还受到与该物质表面相接触的其他物质分子的作用力。这两种力是不平衡的,相互作用后的结果就是在两种物质界面的地方产生表面张力,其方向与物质表面相切。作一个形象的比喻,就像一个气球,里面充满了水,那一层皮膜就相当于表面张力,它有使水的表面积缩小的趋势,变成球形。如果忽略地球重力的影响,那么所有的水滴都应该是球形的。 
而氟碳表面活性剂就是这样一类物质,它的分子同时具有极性基团(亲水结构)和非极性基团(疏水结构),使得它活跃于两相物质的界面,能够降低表面张力,从而改变物质的界面性质,就像针刺在皮膜的表面一样,使得皮膜收缩能力变小了。根据表面活性剂疏水结构的不同,又可以分为碳氢类、有机硅类和氟碳类的表面活性剂。  
氟碳表面活性剂是指普通表面活性剂碳氢链上的氢全部或部分被氟原子取代的一类表面活性剂。C-F链化学稳定性和热稳定性都很高;此外氟原子的半径比氢原子大,能将碳原子完全遮盖起来,范德华力小,即分子间力小,故氟碳表面活性剂具有很多普通碳氢表面活性剂不具有的特征: 
第一:极强的表面活性。在水中只要很低的浓度就能够强烈的降低水的表面张力,提高了水性体系的湿润性和渗透性。由于氟原子非常难以被极化,使氟碳链极性比碳氢链小。正是因为这种低极性,使氟碳链具有憎水性的同时还有憎油性,因而在有机溶剂中也有高的表面活性。
第二:极好的稳定性。因为氟碳键的键能很大,不容易被破坏,所以具有极好的化学稳定性和热稳定性,可用于碳氢活性剂无法稳定存在的场合,如高温、强酸、强碱溶液中。
第三:生产成本高。氟是电负性最强的元素,所以对设备的要求非常的高,加之合成氟碳表面活性剂的工艺也比较的复杂,造成了目前世界上氟碳表面活性剂的产能不大,成本较高,市场售价也不便宜。
与普通表面活性剂一样,氟碳表面活性剂的分类依据其极性基团结构不同可分为非离子型和离子型二大类。非离子型的亲水基一般为聚氧乙烯醚类的产品,易溶于水、有机溶剂(包括酸、碱介质),与其它类型活性剂的相容性也更好。由于在水中不电离,故对pH值稳定性高,但是要避免在强氧化介质中使用,以免造成醚键断裂。非离子型的氟碳表面活性剂也是在水性涂料中应用最为广泛的一类。离子型氟碳表面活性剂根据亲水基的不同又可分为阴离子型、阳离子型和两性离子型氟碳表面活性剂。
氟碳表面活性剂的效果
在水性涂料中,氟碳表面活性剂又有哪些神奇的效果呢?
润湿性 由于水性体系自身的表面张力较大,72达因左右。对于一些低表面能的表面或者是表面有油污,普通涂料很难润湿铺展,常常引起的后果就是缩边、缩孔、火山口。这时候可以添加氟碳表面活性剂,改善涂料对基材的润湿性。
BNK-4021氟碳表面活性剂的添加量与水的表面张力的关系。首先水的表面张力是:72达因/厘米,而在涂料体系添加了BNK-4021氟碳表面活性剂可将表面张力降至17。当然,氟碳表面活性剂适用于所有的水性涂料及水性油墨体系。 
第二、流平性 同样是由于表面张力的原因,水性漆特别是水性烘烤漆,特别容易产生桔皮鱼眼,可以通过添加氟碳表面活性剂来予以改善。对于一些低粘度要求的水性漆,添加氟碳表面活性剂,还可以在不增加粘度的情况下,增加流平性。 
第三、防水性相比较溶剂型涂料,水性涂料的耐水性总是不够理想。如果添加了氟碳表面活性剂,使得水性涂料膜表面覆盖一层疏水疏油的氟碳分子,水分子无法渗透,从而防水性得以提高。 
第四、耐溶剂性 由于氟碳基疏水疏油的特性,氟碳基在涂料表面形成的分子膜,也有耐溶剂疏油的效果。 
第五、提高耐沾污性 一般的污渍可以分为亲水性的污渍和亲油性的污渍。一般疏油的漆膜不防水性污渍,而疏水的漆膜有不防油性污渍,只有添加了氟碳表面活性剂的漆膜可以防水性油性的各种污渍。 
第六、高温活性 有些水性烘烤漆的烘烤温度达到150度到200度,而氟碳表面活性剂在这样的温度下依然保持稳定,并发挥作用。 
第七、提高抗粘连性 水性体系,特别是苯丙乳液体系一般抗粘连性较差,如果添加了氟碳表面活性剂,在漆膜表面形成氟碳膜,对提 高抗粘连性有所帮助。 
第八、附着力 由于水性涂料湿膜能够很好的润湿基材表面,所以增加了涂料的附着力、并且不影响重涂,当然这个对附着力的影响不是决定性的。主要还是看树脂的性能。 
第九、光泽 涂料的流平性提高,光泽也有一定的上升。
氟碳表面活性剂使用的注意事项
既然氟碳表面活性剂有这么多的优点,那么应用上与哪些需要注意的事项呢?还是以BNK-4021氟碳表面活性剂为例: 
第一、添加量  氟碳表面活性剂的价格较高,如果是100%有效含量的全氟碳表面活性剂市场价格都在一千多。但是,氟碳表面活性剂的添加量也非常少,相比较于碳氢类百分之一和有机硅类千分之四到六的添加量,氟碳表面活性剂的添加量只有万分之五到千分之一。这样算下来,配方中会增加七毛钱到一块四毛钱左右的成本,比使用碳氢类的表面活性剂或者有机硅类的表面活性剂略高一点。但却提高了产品档次。当然,如使用美国美利肯公司的:BNK-4021氟碳表面活必剂的话,成本不但不会上升,反而比硅类产品更合理的成本。 
第二、使用方法  BNK-4021的氟碳表面活性剂,不需要任何加工,在调涂料时,直接以滴加的方式添加入涂料体系,相比有机硅的产品,氟碳表面活性剂不会稳泡。 
第三、环保性问题 谈到氟相关的产品,大家有可能会想到前一段时间美国环保署(EPA)发表的有关全氟辛酸胺(PFOA)的声明。全氟辛酸胺(PFOA)对人体和自然环境可能存在潜在的毒性。有些厂家已经开发了替代的产品。目前美国美利肯公司的产品是只含有4个碳原子氟碳基的全氟类的氟碳表面活性剂,是按照美国环保署(EPA)检测准则来制造和销售的。 
第四、重涂性问题 使用过有机硅类表面活性剂的工程师往往会担心重涂性问题。  BNK-4021在任何配方体系里 , 无论在任何的成膜条件下 , 都不会发生第二次或多次涂装之间咬底和粘附不良等现象。当然如果使用不同的涂料涂装,那问题就不确定了。 
第五、相容性问题 由于氟碳表面活性剂本身的稳定性,特别是非离子型的氟碳表面活性剂,几乎不与任何强酸和强碱反应。在各种树脂体系中,包括丙烯酸、聚氨酯、氨基和环氧体系中,均能够很好的发挥作用。而且对配方中的增稠剂、分散剂和消泡剂有协同作用。

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