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氟碳表面活性劑的效果及使用的注意事項
無錫榮誠太湖塑業有限公司是一家專業生產不干膠、毛氈、海綿、保護膜產品的專業廠家,具有 十幾年的歷史。公司坐落于美麗的太湖之濱無錫北門石塘灣經濟開發區。主要生產保護膜、海綿系列產品,擁有先進的生產設備和雄厚的技術力量。本廠產品暢銷國內外,并一直享有很好的聲譽。
本公司擁有國內先進的生產設備,年產各種海綿、保護膜5000多萬平方米的系列產品,廣泛應 用于塑鋼、不銹鋼、車輛、船舶、建筑裝飾工程等行業的電子產品,防震、吸音、保溫、保護、固定作用。產品質量在國內行業中處于領先水平。尤其是本公司研發的氟碳膜在很多行業得到了廣泛的應用?赡苡行┤藢Ψ寄げ皇呛芰私。在此,經驗豐富的老師傅作些介紹。
在物質內部,每個分子受其周圍分子的作用力是對稱的,處于平衡狀態。而處于表面上的分子所受的作用力是不對稱的,一方面受到內部分子的作用力,另一方面還受到與該物質表面相接觸的其他物質分子的作用力。這兩種力是不平衡的,相互作用后的結果就是在兩種物質界面的地方產生表面張力,其方向與物質表面相切。作一個形象的比喻,就像一個氣球,里面充滿了水,那一層皮膜就相當于表面張力,它有使水的表面積縮小的趨勢,變成球形。如果忽略地球重力的影響,那么所有的水滴都應該是球形的。 
而氟碳表面活性劑就是這樣一類物質,它的分子同時具有極性基團(親水結構)和非極性基團(疏水結構),使得它活躍于兩相物質的界面,能夠降低表面張力,從而改變物質的界面性質,就像針刺在皮膜的表面一樣,使得皮膜收縮能力變小了。根據表面活性劑疏水結構的不同,又可以分為碳氫類、有機硅類和氟碳類的表面活性劑。  
氟碳表面活性劑是指普通表面活性劑碳氫鏈上的氫全部或部分被氟原子取代的一類表面活性劑。C-F鏈化學穩定性和熱穩定性都很高;此外氟原子的半徑比氫原子大,能將碳原子完全遮蓋起來,范德華力小,即分子間力小,故氟碳表面活性劑具有很多普通碳氫表面活性劑不具有的特征: 
第一:極強的表面活性。在水中只要很低的濃度就能夠強烈的降低水的表面張力,提高了水性體系的濕潤性和滲透性。由于氟原子非常難以被極化,使氟碳鏈極性比碳氫鏈小。正是因為這種低極性,使氟碳鏈具有憎水性的同時還有憎油性,因而在有機溶劑中也有高的表面活性。
第二:極好的穩定性。因為氟碳鍵的鍵能很大,不容易被破壞,所以具有極好的化學穩定性和熱穩定性,可用于碳氫活性劑無法穩定存在的場合,如高溫、強酸、強堿溶液中。
第三:生產成本高。氟是電負性最強的元素,所以對設備的要求非常的高,加之合成氟碳表面活性劑的工藝也比較的復雜,造成了目前世界上氟碳表面活性劑的產能不大,成本較高,市場售價也不便宜。
與普通表面活性劑一樣,氟碳表面活性劑的分類依據其極性基團結構不同可分為非離子型和離子型二大類。非離子型的親水基一般為聚氧乙烯醚類的產品,易溶于水、有機溶劑(包括酸、堿介質),與其它類型活性劑的相容性也更好。由于在水中不電離,故對pH值穩定性高,但是要避免在強氧化介質中使用,以免造成醚鍵斷裂。非離子型的氟碳表面活性劑也是在水性涂料中應用最為廣泛的一類。離子型氟碳表面活性劑根據親水基的不同又可分為陰離子型、陽離子型和兩性離子型氟碳表面活性劑。
氟碳表面活性劑的效果
在水性涂料中,氟碳表面活性劑又有哪些神奇的效果呢?
潤濕性 由于水性體系自身的表面張力較大,72達因左右。對于一些低表面能的表面或者是表面有油污,普通涂料很難潤濕鋪展,常常引起的后果就是縮邊、縮孔、火山口。這時候可以添加氟碳表面活性劑,改善涂料對基材的潤濕性。
BNK-4021氟碳表面活性劑的添加量與水的表面張力的關系。首先水的表面張力是:72達因/厘米,而在涂料體系添加了BNK-4021氟碳表面活性劑可將表面張力降至17。當然,氟碳表面活性劑適用于所有的水性涂料及水性油墨體系。 
第二、流平性 同樣是由于表面張力的原因,水性漆特別是水性烘烤漆,特別容易產生桔皮魚眼,可以通過添加氟碳表面活性劑來予以改善。對于一些低粘度要求的水性漆,添加氟碳表面活性劑,還可以在不增加粘度的情況下,增加流平性。 
第三、防水性相比較溶劑型涂料,水性涂料的耐水性總是不夠理想。如果添加了氟碳表面活性劑,使得水性涂料膜表面覆蓋一層疏水疏油的氟碳分子,水分子無法滲透,從而防水性得以提高。 
第四、耐溶劑性 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,也有耐溶劑疏油的效果。 
第五、提高耐沾污性 一般的污漬可以分為親水性的污漬和親油性的污漬。一般疏油的漆膜不防水性污漬,而疏水的漆膜有不防油性污漬,只有添加了氟碳表面活性劑的漆膜可以防水性油性的各種污漬。 
第六、高溫活性 有些水性烘烤漆的烘烤溫度達到150度到200度,而氟碳表面活性劑在這樣的溫度下依然保持穩定,并發揮作用。 
第七、提高抗粘連性 水性體系,特別是苯丙乳液體系一般抗粘連性較差,如果添加了氟碳表面活性劑,在漆膜表面形成氟碳膜,對提 高抗粘連性有所幫助。 
第八、附著力 由于水性涂料濕膜能夠很好的潤濕基材表面,所以增加了涂料的附著力、并且不影響重涂,當然這個對附著力的影響不是決定性的。主要還是看樹脂的性能。 
第九、光澤 涂料的流平性提高,光澤也有一定的上升。
氟碳表面活性劑使用的注意事項
既然氟碳表面活性劑有這么多的優點,那么應用上與哪些需要注意的事項呢?還是以BNK-4021氟碳表面活性劑為例: 
第一、添加量  氟碳表面活性劑的價格較高,如果是100%有效含量的全氟碳表面活性劑市場價格都在一千多。但是,氟碳表面活性劑的添加量也非常少,相比較于碳氫類百分之一和有機硅類千分之四到六的添加量,氟碳表面活性劑的添加量只有萬分之五到千分之一。這樣算下來,配方中會增加七毛錢到一塊四毛錢左右的成本,比使用碳氫類的表面活性劑或者有機硅類的表面活性劑略高一點。但卻提高了產品檔次。當然,如使用美國美利肯公司的:BNK-4021氟碳表面活必劑的話,成本不但不會上升,反而比硅類產品更合理的成本。 
第二、使用方法  BNK-4021的氟碳表面活性劑,不需要任何加工,在調涂料時,直接以滴加的方式添加入涂料體系,相比有機硅的產品,氟碳表面活性劑不會穩泡。 
第三、環保性問題 談到氟相關的產品,大家有可能會想到前一段時間美國環保署(EPA)發表的有關全氟辛酸胺(PFOA)的聲明。全氟辛酸胺(PFOA)對人體和自然環境可能存在潛在的毒性。有些廠家已經開發了替代的產品。目前美國美利肯公司的產品是只含有4個碳原子氟碳基的全氟類的氟碳表面活性劑,是按照美國環保署(EPA)檢測準則來制造和銷售的。 
第四、重涂性問題 使用過有機硅類表面活性劑的工程師往往會擔心重涂性問題。  BNK-4021在任何配方體系里 , 無論在任何的成膜條件下 , 都不會發生第二次或多次涂裝之間咬底和粘附不良等現象。當然如果使用不同的涂料涂裝,那問題就不確定了。 
第五、相容性問題 由于氟碳表面活性劑本身的穩定性,特別是非離子型的氟碳表面活性劑,幾乎不與任何強酸和強堿反應。在各種樹脂體系中,包括丙烯酸、聚氨酯、氨基和環氧體系中,均能夠很好的發揮作用。而且對配方中的增稠劑、分散劑和消泡劑有協同作用。

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