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涂料中助剂的分类及作用（三）【字体 大
来源：昊客云台责任编辑：张文涛
昊客云台讯 ：
4.1催干剂的作用
　　把能加速漆膜氧化、聚合干燥的有机酸金属皂称为催干剂，简称干料。
4.2催干剂的主要组成
　　催干剂的主要成分是溶于溶剂的脂肪酸金属皂，所以，它是由金属、脂肪酸和溶剂组成。
4.3催干剂的主要性能要求：
（1）要有适宜的金属含量；
（2）在溶剂和漆料中具有良好的溶解性；
（3）具有良好的催干效果；
（4）具有良好的贮存，混合的稳定性；
（5）应具备适宜的粘度。
4.4催干机理
　　氧化聚合固化反应有以下4个阶段：①诱导期；②过氧化物生成；③过氧化物分解；④聚合。
　　获得一个光滑、平整的表面，是涂料装饰性的最基本要求。但在涂膜表面常常会出现缩孔、气孔、刷痕等与界面张力相关的表面缺陷，必须添加流平剂改善流平性，提高装饰性。
5.1贝纳德旋涡
　　涂料施工时表面平整，但在涂料干燥时，因树脂的表面张力大于溶剂的表面张力，随着溶剂蒸发，涂膜表面形成较高的表面张力，并伴随着黏度增大和温度下降，造成涂膜内外层产生温差和黏度的不同及表面张力差。
　　由于表面张力差将产生一种驱动力，使底层含溶剂较多的涂料向表层流动散开，流动的涂料又在重力作用下向下沉，使这种散开、下沉的流动周而复始，产生局部涡流，直到黏度增长到足以阻止其流动为止
　　涂料施工时表面不平整，干燥过程中也不能使其平整的情况属于流平问题。
　　如果涂料对底材润湿性不好，或者涂料表面张力大于底材表面张力，涂料无法铺展润湿，表面所吸附的气体不能被涂膜所取代，涂膜易产生缩孔或气孔。
5.2流平剂种类与应用
（1）溶剂类
　　都是高沸点良溶剂，如高沸点的酯、酮、芳烃及其混合物，用于溶剂型涂料中，延长涂膜开放时间，提高涂料的流平性或防止树脂溶解性变差产生的缩孔现象。对颜料也有良好的润湿作用。
（2）有机硅树脂类
　　有机硅树脂类助剂能有效降低表面张力和改善润湿性能。它的性能与分子结构、分子量大小及黏度有密切关系。一般采用0.1~0.4 Pa·s低分子量有机硅树脂，它与合成树脂有一定的相容性，并降低表面张力，促进表面流动，增加对底材的润湿性，还有良好的消泡性。
（A） 聚二甲基硅氧烷
　　俗称硅油，主要用于溶剂型涂料中。低黏度硅油，0.001~0.1 Pa ·s作流平剂，60 Pa ·s作消泡剂。
（B）改性有机硅助剂
　　有较好的混溶性，采用芳基、聚酯、聚醚改性。芳基改性，使相容性增加，耐热性提高；聚酯提高耐热性，降低表面张力；聚醚用于调节极性，品种多，使用较普遍。
6.光稳定剂和光吸收剂
6.1光波长与能量的关系
　　太阳光照射到大地面的光波范围大约在290—3000nm之间。其中大部分为可见光（400—800nm之间，约占40%）和红外光（ 800—3000nm之间，约占55% ），少量的为紫外线（290—400nm之间，约占5% ）。
6.2紫外光能量与化学键能的关系
　　紫外线所具有的能量约为314—419kJ/mol，大部分聚合物自动氧化反应活能量约为42—167kJ/mol，各种化学键离解能约为167—418kJ/mol。
　　在日光中，紫外线（290~400nm）的能量与有机材料的化学键能相当，当有机材料长期暴露于日光中时，会发生光氧化降解而老化。不同的有机材料，因分子结构不同，光氧稳定性有很大差别。
6.3光老化对材料性能的影响
　　有机硅和有机氟材料有良好的抗老化性；丙烯酸树脂长期曝晒仅透明性降低；芳香族聚氨酯除了黄变外，还有物理力学性能的下降；聚酯有一定的光泽下降和光降解；环氧树脂发生严重的粉化降解。分子中含有不饱和基团、羰基、醚键时，光敏感作用更强，提高材料的光稳定性更为重要。
6.4聚合物材料的光老化作用机理：光化学反应
6.5紫外线吸收剂的作用机理
　　紫外线吸收剂是抑制或减缓光化学反应的一种助剂。
（1）光屏蔽剂
　　能够吸收或反射紫外光，犹如设置在聚合物和光辐射之间的一道屏障。是光稳定化的第一道防线。
（2）紫外线吸收剂
　　稳定剂的主体，它能强烈地吸收紫外线，并将其转变成无害的热能形式释放出来，构成光稳定化的第二道防线。
　　几种常用的紫外线吸收剂：
（1）水杨酸酯类
　　应用最早的一种紫外线吸收剂。吸收紫外线后，通过形成烯醇式互变异构体将能量消除。水杨酸酯吸收紫外线的能力并不强，并且吸收波长范围窄。但其吸收一定光后，能发生分子重排，形成二甲苯结构，于是紫外线吸收能力加强。
　　以水杨酸苯酯为例：这类紫外线吸收剂与树脂相容性好，原料易得、价廉、分子重排形成二苯甲酮结构后，具有较强的紫外线吸收能力，但能吸收一部分可见光，而且有变黄倾向。
　　这是目前应用最广的一种紫外线吸收剂，作用机理是基于其分子结构中的内氢键。分子中羰基的氧原子存在孤对电子，是电负性较强的基团，其临近羟基中的氢原子显正电性，所以容易形成分子内氢键，构成一个螯合环，当吸收紫外光后，分子内发生热振动、氢键破裂、螯合环打开，形成离子型化合物。这个化合物处于高能态，不稳定，要恢复到原来的稳定状态时就把多余的能量以热的形式释放出来。所以二甲苯酮能周而复始地吸收紫外光起保护作用。其次，它还能形成互变异构体，生成烯醇式结构消散能量。
　　这些紫外线吸收剂的内氢键很强，吸收紫外线的能力越强，稳定性越高。苯环上烷氧基建的长短对其稳定效果有影响，链长相容性号、稳定效果大。这类产品有的含一个邻位羟基，有的含两个邻位羟基，一个羟基的可吸收波长290~380nm的紫外线，几乎不吸收可见光，不着色，适用于浅色或透明制品。两个羟基的偏向吸收300~400nm的紫外线，能吸收一部分可见光，而且有变黄倾向，相容性不如一个羟基好。
（2）苯并三唑类
　　这类紫外线吸收剂主要吸收300~400nm的光波，400nm以上的光几乎不吸收，因此着色弊病少，其作用机理与前面所述的二苯甲酮类相似，其分子结构内也存在内氢键螯合环，是由羟基中的氢与三唑基上的氮形成的，当其吸收了紫外光后，氢键破裂或形成光互变异构体，把有害的紫外光能转变成无害的热能。
（3）猝灭剂
　　即未被遮蔽或吸收的紫外线被聚合物吸收，使聚合物处于不稳定的“激发状态”时，猝灭剂能够消除激发能，使聚合物分子返回到低能状态。是构成光稳定化的第三道防线。
（4）自由基捕获剂
　　当聚合物分子受到光辐射，离解产生自由基后，捕获剂能将活性自由基捕获，使其成为稳定的化合物，是光稳定化的最后防线。
7.其他助剂
　　用于增加涂膜柔韧性的助剂。常用的有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯及氯化石蜡等。
7.2防结皮剂
7.4附着力增进剂
7.5偶联剂等等
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战略合作伙伴纺织染整助剂的分类及作用
1. 印染前处理剂：印染前处理工序包括纤维烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等加工过程，需要加入渗透剂、乳化剂、清洗剂以及其他表面活性剂，以有机硫酸酯、磺酸盐和聚氧乙烯醚为主。 　　渗透剂 润湿剂，纺织工业常用的渗透剂有蓖麻油酸丁酯的硫酸酯、丁基萘磺酸钠盐等。在中性溶液中，琥珀酸二辛酯磺酸钠的渗透能力特别强；在酸性溶液中除了上述品种外，常用脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚；而在强碱性溶液中，如丝光过程则要用较短碳链的硫酸酯如辛醇硫酸酯。 　 乳化剂在纺织过程中由于要改进丝、纱的润滑性能，往往要上油。但在印染加工前要去掉油，以免影响染色，所以在这些纺织油剂中就要事前加入乳化剂，或者在清洗浴中添加乳化剂来保证清除油斑，一般是用非离子表面活性剂。 　　清洗剂　即洗涤剂、净洗剂，去除纺织物品上的油污，过去以肥皂为主，现在则用各种合成洗涤剂和非离子表面活性剂，并包括价格略高的油酸酰胺衍生物。此外，还有在退浆时用来促使淀粉水解的酶；在漂白时加入的活化剂及防腐蚀剂,使漂白过程加快、白度增高,而不腐蚀设备。目前，已发展到退浆、煮炼、漂白一浴完成，而采用新的复配的强力清洗助剂。2. 印染助剂：　染料品种多，染色的工艺不同，需要相应的配套助剂，因此这类助剂的品种繁多，主要有以下几种： 　　软水剂　即金属离子螯合剂。水中的重金属离子往往影响染料色泽或其溶解性能,可用这类助剂来补救,常用品种有六偏磷酸钠、氨三乙酸钠及乙二胺四乙酸钠等。 　溶剂和助溶剂　某些染料在使用或配制液体染料时需加溶剂帮助溶解，如乙二醇、一缩二乙二醇、乙二醇醚类、甲酰胺、硫代双乙醇等均可作为染料溶剂；用酞青蓝染色时，要用配套的助溶剂和铜盐，还原染料则用助溶剂苄氨基苯磺酸钠。 　　还原剂和氧化剂还原染料在使用时须先用还原剂使之溶解，常用的有保险粉（连二亚硫酸钠）、吊白块（甲醛次硫酸氢钠）、二氧化硫脲。还原染料防染时可用轻度氧化剂间硝基苯磺酸钠，此品还可用于印花浆料，以保护染料不受浆料中可能带有的还原组分的影响。 　固色剂和显色助剂　用直接染料、酸性染料以及活性染料染色时，在染色前后采用固色剂处理，可提高给色量和牢度。固色剂主要是用胺盐和高分子季铵盐。印花用染料有时要用显色助剂，如快胺素汽蒸显色时用二乙基乙醇胺。 　　分散剂　又称扩散剂。用分散染料和还原染料印染时要加分散剂和保护胶体，以保证染色均匀，防止色斑。常用的分散剂有磺化油（太古油、土耳其油）、烷基或长链酰胺基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、木质素磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物、油酰基聚胺基羧酸盐等。 　　匀染剂　即均染剂，染料常用聚氧乙烯醚类表面活性剂作为匀染剂，阳离子染料要采用阳离子表面活性剂，酸性染料要采用阴离子表面活性剂。 　消光剂 　与天然纤维相比，合成纤维表面过于光滑，反射率太高，因此须加钛白粉、硫化锌等加以改善。 　　消泡剂　用于印染过程中去除表面活性剂引起的泡沫。原用磷酸三丁酯、辛醇等，现已采用有机硅的复配物。 　　印花浆料和增稠剂　以前用天然浆料，现已趋向于用半合成或合成浆料，如淀粉醚、海藻酸钠、醚化槐豆粉、纤维素酯、聚乙烯醇及聚丙烯酸盐等。合成浆料稠度高，用量少，能使印花所得的色泽深。增稠剂的化学结构为高分子聚乙二醇双醚或双酯或由丙烯酸酯共聚的聚丙烯酸酯等。 　　印染用胶粘剂　可采用各种合成胶乳如丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、氯乙烯及丙烯酸酯等的共聚物。要求粘合力强即耐磨擦牢度好，手感柔软，在高温和在光照下不易泛黄。目前，质量较高的通用胶粘剂为带有自交链基团的聚丙烯酸酯共聚物以及聚氨酯类 3. 印染后处理清洗剂　在印染工序完成后，织物一般要经过清洗去除浮色以提高染色牢度，所用合成清洗剂随染料和印染加工方法而不同，如分散染料染涤棉织物后，既要去除涤纶上的浮色，又要防止沾污棉纤维部分，须用特殊的非离子清洗剂（见非离子表面活性剂）。 　　整理剂：　为用于改进织物外观、手感、缩水率，稳定外形，延长寿命，防水，防火，防污，防霉等所用的化学品。 　　树脂整理剂　为最主要的整理剂，是一种高分子化合物，能和纤维素的羟基键合，从而达到较为持久的抗皱免烫效果。与适当的柔软剂混合使用时，能改善织物手感。常用的树脂有脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、二羟甲基次乙烯脲树脂、二羟甲基二羟基乙烯脲树脂及双羟乙基砜等。其中以二羟甲基二羟基乙烯脲树脂应用最为普遍，是用乙二醛、尿素和甲醛缩合而成的。 　　在树脂整理工作液中要加渗透剂、催化剂（常用金属盐、铵盐或有机胺盐）及手感调节剂，后者通常是柔软剂。新开发的树脂整理剂聚氨酯，价格略高，但定型性能高，无剩余甲醛，不引起皮肤过敏问题。 柔软剂　主要是阳离子的长链脂肪基整理剂，由于阳离子整理剂对纤维有亲和性，用量可减少，而且附着力强，可显示较为持久的柔软性，其柔软润滑性能主要来自其长链脂肪基，典型的结构式为： 在此柔软剂中加乳化的矿物油、蜡能增加润滑性。有些柔软剂与纤维中的羟基或胺基反应，使纤维的耐洗性增强并具有持久的柔软性能。近来出现了硅油分散液柔软剂，其离子性依使用的乳化剂而异，处理后织物有特别柔软爽滑的感觉，适于高速缝纫。如加入能交联的硅化合物，还能增强织物的弹性。 　　防水剂　橡胶浆涂层虽可防水，但穿着时透气性差。防雨浆是铝盐和石蜡的混合物，但不耐久。具有透气性的耐久防水剂，要用与织物反应的长链脂肪烃化合物。丙烯酸酯涂层交联后也可防水，新开发的防水剂是含氢硅油及其衍生物。 　　阻燃剂　暂时性的有胺盐、钨酸钠、硼砂、水玻璃等，磷酸氢二铵和尿素一起处理棉布，可有一定的耐久性。有机物主要是含溴、磷、氮、氯的化合物，可抑制燃烧。如能与纤维结合在一起，则可以起到持久的作用。棉用阻燃剂的主要品种，具有如下结构： 对合成纤维来说，尚缺乏有效的耐久阻燃剂，聚酯曾用三（2，3-双溴丙基）磷酸酯，阻燃有效,但因其有毒，已于1977年禁用。现在使用的是四羟基磷氯化合物、硫化物或羟基化合物及树脂，耐久性较好。也有在合成纤维纺丝前加入的阻燃剂，但对纤维性能和强力有一定影响。目前，正在开发新的多溴化物作为合成纤维的阻燃剂。 　　静电防止剂　即抗静电剂，主要用于合成纤维，既能防止静电的产生，又能使织物易于去污。主要有聚丙烯酸、聚乙二醇酯及高分子两性化合物。 　　防霉蛀剂　棉织物在微生物存在下,易发生霉变,特别是在有浆料及适当的温度、湿度条件下,更易霉变,应用的防霉剂有各种铜盐，以及有机酚的衍生物，如五氯酚铜、环烷酸铜、8-羟基喹啉铜以及二羟基二氯二苯基甲烷、水杨酰苯胺等。 　　防油污剂 　主要是有机氟的各种衍生物，其表面能特别低，不沾油，以树脂状结构与纤维结合。 　　涂层剂　是新型整理剂，有聚丙烯酸酯、聚氨酯等，它们赋予织物各种附加性能，如防水、阻燃、避光、弹性，使价廉的织物具有类如皮革的性能。
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