涂料和清漆应用于表面以提供装饰性或保护性涂层。 作为基本要求,它们应该在表面上形成均匀、无缺陷的涂层。 表面和界面张力在涂层质量中起关键作用。


涂料由四部分组成; 粘合剂、溶剂、颜料和添加剂。 清漆的组成是一样的,但它们缺少颜料。

添加剂如润湿剂可用于降低液体的表面张力,从而更好地润湿基材。 接触角测量得到的表面张力可用于确定最佳润湿剂以及优化配方中润湿剂的量。

大多数涂层评价试验都是基于涂层的视觉外观,因此是定性的。 表面张力和接触角测量都提供了可用于评价涂层性能的定量评估。 当几种涂料配方给出的涂层外观类似时,这种定量评价特别有用。

根据表面张力与时间的关系预测涂层行为

表面张力值给出了涂层如何在基材上扩散的程度。 较低的表面张力值通常会得到更好的涂层,但是表面张力值过低会出现流平等问题。测量表面张力的另一个方面是它作为时间函数的行为。表面老化是一种已知的现象,导致表面张力随着时间的变化而变化。如果使用悬滴法来测量表面张力,一旦液滴形成,表面活性剂分子开始迁移到气液界面,这将导致表面张力下降直到达到平衡为止。 达到平衡所需的时间通常应尽可能短,因为这将导致更好的涂层。

[白皮书 表面和界面张力 - 它是什么以及如何测量?]

采用接触角测量和表面自由能确定基材的最佳涂料配方

在视觉检测不能确定不同涂层之间差异的情况下,可使用接触角测量来确定给定基材的最佳涂料配方。低接触角通常是理想的,因为它们表现出更好的润湿性。 虽然表面张力测量也能够给出最佳润湿配方的指示,但由于配方和基材之间的相互作用比初看时更为复杂,因此接触角评价也很重要。

基材的表面自由能是与液体表面张力相当的固体性质。 表面自由能(简称SFE)和表面张力都是由极性力和色散力成分组成的。极性组分和色散组分在固体和液体中的分布决定了接触角。 因此,如果极性/色散平衡比固体表面张力更低,则更高的表面张力配方可以产生更低的接触角值。

有几种ISO标准可用于涂料