在涂层领域,润湿性主要指涂层与基材之间的相互作用能力。润湿性好的涂层能够更好地与基材结合,提高涂层的附着力、内聚力和耐久性。
二、相关标准
ASTM D7490-2008《用接触角测量法测量固体涂料、衬底和颜料表面张力的试验方法》
ASTM D7334-2008(2022)《用先进的接触角测量法测定涂层、底层和颜料表面润湿性的规程》
DIN EN ISO 19403-1-2022《色漆和清漆 润湿性 第1部分:词汇和一般原则》
ISO 19403-2-2024《色漆和清漆 润湿性 第2部分:用测量接触角测定固体表面的表面自由能》
ISO 19403-3-2024《色漆和清漆 润湿性 第3部分:用悬滴法测定液体的表面张力》
ISO 19403-4-2017《色漆和清漆 润湿性 第4部分:从界面张力测定液体表面张力的极性和分散分数》
ISO 19403-5-2017《色漆和清漆 润湿性 第5部分:从固体接触角测量(仅对其表面能有分散作用)测定液体表面张力的极性和分散分数》
ISO 19403-6-2017《色漆和清漆 润湿性 第6部分:动态接触角的测量》
ISO 19403-7-2017《色漆和清漆 润湿性 第7部分:倾斜台上接触角的测量(滚转角)》
ISO 28199-2-2021《色漆和清漆 与喷涂应用工艺有关的涂层系统性能评定 第2部分:颜色稳定性、过程遮盖力、再溶解、不粘附喷涂物吸收、润湿、表面纹理和斑纹》
三、润湿性的测定方法
θ=0° | ||||
完全润湿 | 部分润湿或润湿 | 润湿与否的分界线 | 不润湿 | 完全不润湿 |
湿润时间测量,即测量液体完全润湿表面所需的时间。这一方法通过将液体滴在表面上,并使用计时器记录液体完全铺展的时间来进行测量。
3. 表面张力测量
表面张力测量可以间接地用于评估润湿性。
液体的表面张力会影响其润湿性。例如,水具有相对较高的表面张力。根据杨氏方程,液体表面自由能是解释接触角的力之一。高表面张力的液体有更大的分子内聚力,这会导致水滴成珠。将一滴水和一滴油放在几乎任何表面上,都会看到水的接触角几乎总是大于油的接触角。假设两个液滴的固体表面能相同,唯一的区别就是液体表面自由能在水中更高。如果在液相中加入表面活性剂,表面张力会降低,润湿性会增加。
液体的表面张力系数σ,是指在恒温条件下,表面张力所引起的表面功与其引起的面积变化之比。
受表面活性剂特性的影响,液体中的表面活性剂在液体内部保持平衡状态;但在液体与空气界面表面活性剂分子的亲水基伸向液体,疏水基伸向空气。
四、润湿性调控的方法
添加润湿剂:在涂层中添加润湿剂,如聚四氟乙烯 (PTFE) 、石墨烯等,可以增强涂层与基材之间的相互作用能力。
表面处理:对基材表面进行处理,如清洗、活化等,可以去除表面污染物,提高涂层与基材之间的亲和力。
涂层厚度:增加涂层厚度,可以提高涂层与基材之间的接触面积,从而提高润湿性。
随着技术的发展,润湿性调控技术也在不断创新和完善。未来的研究方向可能包括新型润湿剂的开发、基于纳米技术的润湿性调控方法、智能化润湿性调控技术等。这些新技术将有助于提高涂层的性能,降低生产成本,满足不同应用场景的需求。
编辑:於杰、张帆、徐旭晨、王岗
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