Page 169 - 2021涂料产业研究报告

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面，大于150°成为超疏水界面，不仅疏水又疏油，由于 存在，粒子表面被表面活性剂包覆，具有双亲性非常适
油的表面张力为20mN/m，和蜡相近，仅通过表面张力 合对纳米级的无机粉体进行表面改性包覆作用。经过蜡

改变很难达到双疏表面。但人们发现自然界的荷叶，表 包覆的无机粉体材料具有亲油性，加工中更容易被高聚
面仅为一般的蜡覆盖，和水的接触角却可以达到160°， 物熔体浸润，界面粘合力也会提高，蜡同时也是高聚物
这种现象被称为“荷叶效应”，经研究发现荷叶效果表面 加工中普遍采用的加工助剂。改性后的无机粉体材料在
非常粗糙，有大量微米级和纳米级乳突组成。这种结构 高聚物中的加工性能也有提高。改性粉体在涂料中应用

的另一特点就是可以稳定的吸附部分气体，这样液相无 较多，尤其是粉体在涂料中倾向于分离，提高粉体与涂
法直接与表面完全接触，更容易实现超疏水。 料连续相的亲和力对涂料的贮存稳定性非常重要。
蜡的粒径在粉体改性中起重要作用。只有比表面积
足够大才能形成有效改性。常用于无机材料有机化改性

的蜡包括聚乙烯蜡、石蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸等。聚丁
二烯、乙烯基丙烯酸等材料，因其含不饱合双键可参与
交联，提供化学键作用力，具有特殊的效果。含阳离子
表面活性剂的蜡乳液蜡粒子表面带正电荷，容易和粉体

表面结合，容易形成改性。
应用比较多的案例是用聚乙烯蜡乳液改性二氧化硅
消光粉，改性后的消光粉在体系里的分散稳定性大幅度
图4 接触角与润湿性的关系 提升，减少了坐底和硬结块现象。用马来酸酐接聚丙烯

聚合物乳液和聚合蜡乳液乳化均可制备成1μm左右 蜡乳液做整理剂处理的玻璃纤维，用于聚丙烯复合材料
的球形颗粒，石蜡等低表面物质可以乳化形成0.1μm以 中，蜡在无机/有机界面上起到了提高粘接效果的作用，
下的粒子，但如何制备类似荷叶的微观结构是我们面临 材料物理机械性能明显提高。

的难题。目前的物理、化学方法制备超疏水涂层均停留
在实验阶段，而且大都成本高昂，如果能利用蜡的粒径 结语
和熔点差异能够制备类似结构，在很多领域有重要的应 近年来水性蜡助剂行业发展非常迅速，但水性蜡
用价值。 助剂研发和应用主要依赖经验，理论指导比较少。下一
步我们将从低分子量聚合物的合成。乳化机理、蜡乳液

粉体改性 的成膜机理、流变性能等角度对水性蜡助剂展开深入探
高分子材料加工中大量使用无机粉体材料，如硅质 索。希望得到业内同仁的批评指正。

（二氧化硅、硅酸盐）、碳酸盐（碳酸钙、碳酸镁）、
硫酸盐（重晶石、石膏）、金属氧化物（钛白粉、尖 参考文献
晶石）和碳质（石墨、碳黑）等矿物质。除了功能用途 [1] 瓦尔森，芬奇.合成聚合物乳液的应用 第1卷 聚
外很多填料还能起到降低成本的作用。由于无机粉体材 合物乳液基础及其在胶黏剂中的应用[M] .北京：化学工
料和高聚物混合中存在界面粘合力差，分散性不好等问 业出版社，2004.

题，通常需要对无机粉体进行改性。 [2]洪吟啸，冯汉保，申亮.涂料化学[M].3版.北京：
乳化法生产的蜡微乳液中，蜡粒子以纳米尺度微球 科学出版社，2019.5.

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