有機矽助劑在水性塗料中的作用機理

水性塗料相比於油性體系，由於以水為分散介質，因此高的表面張力容易引起塗層易縮孔、體系易氣泡、顏料難分散、基材難以附著和潤溼等缺點，因此各種助劑被應用到水性體系中。有機矽助劑依靠其分子結構特點，具有較低的表面張力和較高的表面活性，因此被廣泛的應用在水性體系中。從化學結構上分主要可以分為兩大類，矽氧烷和矽油，如下所示。

矽氧烷一般為小分子量的化合物，在水性塗料中用做附著力促進劑、交聯劑、分散劑、潤溼劑等。而矽油透過控制分子量的大小，對於支鏈結構、基團的控制可以合成不同效能的助劑，以適應不同體系的需求。

水性塗料所使用的助劑大部分為表面表面活性劑，因此一般是透過降低表面張力（塗層

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空氣介面）和介面張力（顏填料與體系介面、塗層與基材介面等）來解決塗層以及塗料與基材之間的問題，進而提高塗層的效能。以下主要介紹各種型別的助劑作用原理。

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）、用作附著力促進劑的作用機理；

對於陶瓷、玻璃、塑膠、金屬等基材，透過化學鍵合的作用能很好的促進塗層與基材之間的附著力，有機矽烷透過水解，形成的矽羥基能與基材表面的羥基，透過鍵合作用能很好的形成牢固的吸附層，同時

R

中的活性基團可以與樹脂中的基團形成交聯反應，從而在樹脂與基材之間形成架橋的作用。

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）有機矽基材潤溼劑的作用機理；

在水性塗料應用過程中，金屬、木材、塑膠基材等表面很容易出現較難潤溼劑的情況，從而導致縮孔現象時有發生，而有機矽潤溼劑對這類基材具有很好的潤溼效果。

基材的快速潤溼是一個動態的過程，潤溼劑透過快速的移動到達體系的表面，降低體系的表面張力，達到快速潤溼的效果。

表面活性劑的遷移過程可以透過動態表面張力來表徵，動態表面張力越低，表面活性劑從水中遷移到介面的速度越快，遷移過程主要受分子鏈結構、分子量大小、體系的粘度和離子的強度影響。

水性體系使用較多的有機矽潤溼劑一般為聚醚改性矽油，相對分子質量較小，

n=0~3

，

x=1~10

。同時大量的

CH

3

鏈對外伸展，極大的降低表面張力，研究表明當親水基在鏈段中部位置時，效果最好。聚醚改性有機矽的分子結構式和機理如上圖所示。