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作者簡介:johnson 深圳市帝龍科技有限公司 總工程師

一直以來，從事涂料配方研發(fā)的技術(shù)人員在選用助劑方面過于簡單，多數(shù)會聽從供應(yīng)商的推薦，但這并
不是最好的。希望通過這個話題，使得我們在選助劑上不會盲目，會選得更快更好。
當(dāng)然，首先條件是要懂得這些助劑起作用的機(jī)理。就從這里開個頭吧：技術(shù)人員差不多都接觸過丙烯酸
樹脂，但是有多少人清楚，為什么有的適合作涂料的基料，而有些則適合作助劑，到底在分子量、分子
量分布、聚合物結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)等等方面有什么不同？類似結(jié)構(gòu)的助劑有一個系列，這些不同的品種有多
大區(qū)別，從結(jié)構(gòu)上如何理解？
這個問題對于我們應(yīng)用助劑的人來說有些難度，如果生產(chǎn)開發(fā)助劑的人來講講那肯定非常好的。對于一
提起助劑，廠家對它的結(jié)構(gòu)，分子量等都是比較保密
確實(shí)如此，但也正因?yàn)槿绱?，才增加了助劑的神秘感。這里先從丙烯酸酯類化合物談起，看看做樹脂基
料和不同種類助劑的丙烯酸酯化合物在結(jié)構(gòu)上面有什么區(qū)別。
我們知道，丙烯酸類樹脂既可以用作涂料的樹脂，也可以做流平劑或消泡劑。在丙烯酸酯樹脂里面加入
丙烯酸酯流平劑，丙烯酸酯消泡劑都可以有很好的效果，可見同樣是丙烯酸類樹脂，區(qū)別是很大的。從
原理角度來講，決定一個化合物在給定體系里面到底能否用作助劑，是流平劑還是消泡劑，決定的因素
還是與體系的相容性和表面張力兩個因素。在表面張力低于所用體系的情況下，如果是有限不相容的，
適合做流平劑，如果相容性更差一些，就只能用作消泡劑。同樣是丙烯酸酯化合物，到底適合做樹脂還
是助劑，適合做哪種助劑歸根到底看參與聚合的單體和分子量的選擇以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)對其表面張力和相
容性的影響。
下面我們從分子結(jié)構(gòu)的角度來看這個問題。
涂料中所用的丙烯酸樹脂一般可以寫成如下結(jié)構(gòu)式如下（在這里為了寫結(jié)構(gòu)式討論方便，不區(qū)分丙烯酸
酯與甲基丙烯酸酯的區(qū)別，實(shí)際體系中，這兩類單體是共存的）：—（CH2CHCOORm）x—（CH2CHCOORf）
y—，其中Rm 一般是C1-C4 的基團(tuán)混合物，其中短碳鏈部分含量相對高一些，Rf 一般是官能基，在一般
的羥基丙烯酸樹脂當(dāng)中，Rf 是羥乙基或者羥丙基。分子量一般是一萬到幾萬不等。
常見的丙烯酸酯流平劑結(jié)構(gòu)式如下：—（CH2CHCOORl）x—，在這里Rl 主要是C4-C8 的基團(tuán)的混合物，
分子量一般小于一萬。
常見的丙烯酸酯消泡劑結(jié)構(gòu)式如下：—（CH2CHCOORd）x—，在這里Rd 主要是C10-C18 的基團(tuán)混合物，
分子量一般是一萬到幾萬不等。
從上面的結(jié)構(gòu)式可以看出來，聚丙烯酸酯化合物用作樹脂，還是用作流平劑或消泡劑，它所使用的單體
的種類大不一樣。從樹脂到流平劑再到消泡劑，所使用單體的碳鏈?zhǔn)窃鲩L的趨勢。從分子結(jié)構(gòu)角度來講，
聚丙烯酸酯化合物的側(cè)碳鏈越長，其表面張力就越低，相應(yīng)的極性和溶度參數(shù)也就變得越小。當(dāng)用作流
平劑的聚丙烯酸酯化合物與用作樹脂的比較，流平劑的側(cè)碳鏈（C4-C8）更長，表面張力低于樹脂的聚
丙烯酸酯，且由于極性的明顯差別，兩者是不相容的，正是滿足了這兩點(diǎn)，當(dāng)流平劑用的聚丙烯酸酯化
合物在丙烯酸樹脂里面可以起到流平的作用。另外，流平劑需要有一個比較快速地遷移到表面而起作用
的過程，所以不能把分子量做得太大，一般小于一萬。如果加入更長的側(cè)碳鏈如C10-C18 的聚丙烯酸酯
化合物，那么可以預(yù)測，它的表面張力比樹脂用C1-C4 的聚丙烯酸酯更低，相容性更差，這樣C10-C18
的丙烯酸酯化合物在丙烯酸酯樹脂體系里面可以當(dāng)消泡劑使用。從消泡能力的角度，因?yàn)榉肿恿吭酱笈c
體系的相容性越不好，消泡能力也就越強(qiáng)，所以聚丙烯酸酯消泡劑的分子量一般都不小。當(dāng)然，由于側(cè)
碳鏈對于表面張力和相容性的影響是漸變的過程，所以某些結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸酯化合物可以同時扮演流平
劑和消泡劑的角色，比如8 個碳的聚丙烯酸酯化合物，它介于流平劑和消泡劑的邊界位置，同時具備兩
者的性能。
以上就是不同的聚丙烯酸酯化合物有不同用途的一些基本原理。因?yàn)閺臉渲搅髌絼┑较輨┦且粋€系
列，所以我們把它們放在一起討論。另外，作為聚丙烯酸酯分散劑的結(jié)構(gòu)與他們又有區(qū)別。
丙烯酸樹脂合成做過幾年，但是還不知道丙烯酸酯助劑也是通過丙烯酸合成過來的，看了上面的內(nèi)容覺
得區(qū)別是不是就是Rm 的碳鏈長度，一般丙烯酸樹脂的酯長度最多的也就是4 個碳，也就是丙丁酯類，
是不是助劑用的單體確實(shí)有區(qū)別？
上面為了描述聚丙烯酸酯在不同用途最基本的變化趨勢，結(jié)構(gòu)簡式都是最基本的結(jié)構(gòu)，實(shí)際的結(jié)構(gòu)相對
會更多一些，當(dāng)然丙烯酸樹脂的碳鏈的長度是影響丙烯酸樹脂用途的一個重要因素，其它因素如功能基
團(tuán)的種類也是很重要的，可以用來改進(jìn)潤濕性，相容性等等其他性能。一般來說，助劑里面特別是流平
劑會用一些特殊結(jié)構(gòu)的單體。至于說應(yīng)用，聚丙烯酸酯化合物用作涂料的樹脂和助劑所需要考慮的問題
通常有很大差別。
單從用途的角度來看（消泡與流平），聚氨酯和有機(jī)硅看來也類同了，只不過分子結(jié)構(gòu)中換成特征性的
氨酯基或硅氧結(jié)構(gòu)。不知是否可以這樣推測?
可以這樣理解，總的原則就是在一個基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過調(diào)整分子結(jié)構(gòu)來改變表面張力和極性，就可
以得到相應(yīng)的助劑。
看完上面的回答，眼界有開闊了許多，至少消泡劑與流平劑的本質(zhì)不像以前那么神秘了?，F(xiàn)在的認(rèn)識就
是，消泡與流平的本質(zhì)或者作用原理就是低的表面張力與相容性的控制，在這個基礎(chǔ)上可以自由發(fā)揮，
不知對否？那么再往前一步，怎樣判斷自己選的消泡劑和流平劑是最合適的或者是更合理的？除了價格
因素，當(dāng)然還有一些效果評判外，換句話說，許多人說他的東西很好，但是否為性價比最高的東西呢？
從原理上講，消泡劑與流平劑的本質(zhì)就是對表面張力和相容性的控制程度不同，在這個基礎(chǔ)上，肯定可
以自由發(fā)揮。
但是我們剛才討論的基準(zhǔn)是以涂料用丙烯酸酯樹脂為標(biāo)桿的，表面張力比它低一些，相容性差一些就是
流平劑，再低，再差就是消泡劑。如果換成其他樹脂，又會有不同，比如說原來在丙烯酸樹脂體系里面
可以做流平劑的物質(zhì)，如果放到極性比丙烯酸樹脂大得多的樹脂體系如環(huán)氧體系，那么可能流平劑的表
面張力就會比環(huán)氧體系要低得多，相容性也差得多，于是在環(huán)氧體系，這個物質(zhì)就成了一個消泡劑了。
很多時候助劑的使用是靈活的，并不是說明書說它是流平劑，它就只能做流平劑來用。流平與消泡的轉(zhuǎn)
變是相對你所使用的樹脂體系的極性來看的。 要是對這個助劑的極性范圍有一個清楚的了解，這樣助
劑用起來就靈活了，也就是我們說的自由發(fā)揮了。遺憾的是絕大多數(shù)情況下，助劑商對所提供的助劑產(chǎn)
品的化學(xué)成分上面的信息是嚴(yán)格保密的，這樣以來工程師就無法利用理論對助劑的使用進(jìn)行預(yù)測了，只
能全憑供應(yīng)商的介紹和推薦，如果碰上供應(yīng)商對情況也不太了解的話，就會做很多無用功了。要想要最
合適的性價比最高的助劑，可能要相對費(fèi)點(diǎn)精力多做試驗(yàn)了，選出適用的可以解決問題的最便宜的一種
就行了。這樣試驗(yàn)的助劑品種可能較多，但是由于仔細(xì)區(qū)分各種情況與應(yīng)用體系，選出的東西最不浪費(fèi)。