Carbowet®13-40表面活性剂
不含APE的非离子润湿剂在建筑涂料中的应用
建筑涂料和人们的生活息息相关，也是人们对于自身健康及环境友好最为关注的领域之一。因此水性技术最早在建筑涂料中得到广泛推广，随着人们健康环保意识的增强，对于水性建筑涂料的原材料也提高了相应要求，例如APE-FREE。
APE表面活性剂是基于壬基酚和辛基酚的化学结构增加一个或多个环氧乙烷基团的产品，在建筑涂料应用领域中曾经被广泛使用。但由于APE类物质对环境及人类健康潜在的影响和危害，欧洲、加拿大和美国等国家已经对APE类产品的使用进行了严格限制。现在美国和欧洲的主要零售商在建筑涂料领域正积极推广不含APE的产品。在亚洲地区如台湾、香港、日本、韩国的政府和企业也意识到了APE类产品的危害性，都相继出台了法规限制APE类物质在建筑涂料中的使用。
此外，表面活性剂的润湿性能对于建筑涂料尤其重要。由于水的表面张力为72达因（mN/m），使得水性建筑涂料的表面张力很高。因此，表面活性剂要能有效降低体系的表面张力，从而获得良好的颜料润湿和高效研磨，以及良好的基材润湿，使得涂层表面美观。
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Carbowet 13-40表面活性剂的典型物理特征 |
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外观 |
无色透明液体到淡黄色液体 |
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颜色（APHA） |
<250 |
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活性（%水中） |
70 |
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粘度(mPa.s @25℃) |
1000 |
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沸点（℃） |
约100，基于含水量 |
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21.1℃时的比重 |
1.1 |
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闪点（℃，Setaflash闪点仪） |
>90 |
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倾点（℃） |
4 |
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HLB值 |
17.8 |
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pH值 |
7 |
具备良好润湿性的环境友好型替代品
空气产品公司的专利产品Carbowet 13-40表面活性剂是一支集环保和良好润湿性能于一身的产品。它不含APE类物质和零VOC（EPA Method 24），能降低对环境的危害性，是APE表面活性剂的理想替代品。同时，Carbowet 13-40表面活性剂是一支高性价比的产品，能有效降低水的静态表面张力，在多种应用和聚合物体系中提供优异的颜料和基材润湿及稳定性，而且有一定的乳化作用。与40摩尔的APE表面活性剂相比，它在水性体系中与盐类物质有良好的兼容性（见表1）。
Carbowet 13-40表面活性剂的特性和优势：
● 室温下为液体
● 零VOC（EPA Method 24）
● 浊点高于100℃
● 有效地降低表面张力，提供良好的润湿
● 对无机颜料具有良好润湿
● 提高乳液体系的冻融稳定性、机械和热老化稳定性
● APE表面活性剂的环境友好替代品
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Carbowet 13-40表面活性剂的典型性能特征 |
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静态表面张力@0.1wt%(mN/m) |
42 |
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静态表面张力@1.0wt%(mN/m) |
42 |
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动态表面张力@0.1wt%(mN/m,6泡/秒) |
55 |
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动态表面张力@1.0wt%(mN/m,6泡/秒) |
49 |
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初始Ross-Miles气泡高度1（cm） |
10.0 |
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5分钟后Ross-Miles气泡高度1（cm） |
8.7 |
1 ASTM D 1173, 25℃, 0.1wt%表面活性剂的水溶液。
高效的内墙/外墙耐污底漆表面活性剂
作为高效的内墙/外墙耐污底漆中40摩尔APE表面活性剂的替代品Carbowet 13-40表面活性剂具有显著的优势，包括：
● 良好的光泽控制、对比率和着色力
● 与多种色浆、颜料兼容性好
● 用酞青蓝和氧化铁黄测试时，表现出良好的展色性
● 良好的耐擦洗性，不影响水敏性
● 良好的流动、流平性和抗流挂性能
● 相当的干燥时间和抗粘连性
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表1 |
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不含APE的Carbowet 13-40表面活性剂和通用APE（40摩尔聚氧乙烯醚）表面活性剂的特征比较 |
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典型特性 |
13-40
(不含APE) |
APE
40 Mole EO |
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HLB值 |
17.8 |
17.6-17.9 |
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活性，%水中 |
70 |
70 |
|
浊点，℃ |
>100 |
>100 |
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EST,mN/m,0.1%水溶液 |
42 |
47 |
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CaCl2兼容性2 |
透明 |
轻微云雾 |
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Tamol 731兼容性3，4 |
极微云雾 |
极微云雾 |
2 10g 50%浓度的CaCl2溶液加入到100g表面活性剂中，搅拌混合5分钟后进行观察。
3 10g Tamol 731加入到90g表面活性剂中，搅拌混合5分钟后进行观察。
4 Tamol陶氏化学。
在以丙烯酸、乙烯丙烯酸和乙烯醋酸乙烯（VAE）树脂体系为基础的配方中，Carbowet 13-40表面活性剂表现出较高或者相当的性能。一种基于丙烯酸聚合物的配方（表2）的详细测试结果参阅表3。
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表2 |
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高效内墙/外墙耐污底漆配方5 – Rhoplex 6 MV-23-LO |
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原料 |
磅 |
功能 |
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研磨阶段 |
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水 |
96.0 |
溶剂 |
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Kathon7 LX 1.5% |
1.0 |
杀菌剂 |
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Natrosol8 250 HBR |
0.5 |
增稠剂 |
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Tamol9 165A |
14.0 |
分散剂 |
|
表面活性剂13-40或40 Mole APE |
1.0 |
润湿剂 |
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Drewplus10 L-475 |
1.0 |
消泡剂 |
|
Kadox11 -915 |
12.0 |
功能性颜料 |
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Ti-Pure12 R-706 |
150.0 |
二氧化钛 |
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Minex13 4 |
130.0 |
填料 |
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Attagel14 50 |
2.0 |
填料 |
|
配漆阶段 |
|
|
|
Rhoplex MV-23-LO |
553.2 |
乳液 |
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丙二醇 成膜助剂 |
15.1 |
冻融稳定性；成膜助剂 |
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Texanol15 |
11.9 |
成膜助剂 |
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Skane16 M-8 |
2.5 |
杀菌剂 |
|
Drewplus L-475 |
3.8 |
消泡剂 |
|
水 |
50.3 |
溶剂 |
|
Acrysol17 RM-2020 NPR |
13.1 |
流变改性剂 |
|
Acrysol RM-8W |
8.7 |
流变改性剂 |
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总计 |
1066.1 |
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5 陶氏化学配方体系 6 Rhoplex是陶氏化学的商标 7 Kathon是陶氏化学的商标 8 Natrosol是Aqualon的商标 9 Tamol是陶氏化学的商标 10 Drewplus是阿施兰德化学的商标 11 Kadox是美国锌公司的商标 12 Ti-Pure是杜邦的商标 13 Minex是Indusmin的商标 14 Attagel是安格的商标 15 Texanol是伊士曼公司的商标 16 Skane是陶氏化学的商标 17 Acrysol是陶氏化学的商标
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表3 |
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在高效的内墙/外墙耐污底漆中的不同表面活性剂的应用性能 |
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13-40(不含APE) |
APE（40 Mole EO） |
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粘度(KU,24hr) |
104 |
105 |
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老化粘度(KU,2周@50℃) |
113 |
114 |
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对比率 |
0.98 |
0.97 |
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冷冻/解冻循环 |
3个周期通过 |
3个周期通过 |
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光泽（20°） |
2.6 |
2.5 |
|
光泽（60°） |
16.3 |
14.4 |
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光泽（85°） |
16. |
15.3 |
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初始泡沫密度(涂料振荡器，175gr., 5min.)(lb/gal) |
10.7 |
10.7 |
|
最终泡沫密度(涂料振荡器，175gr., 5min.)(lb/gal) |
10.2 |
10.0 |
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泡沫密度变化百分比（%） |
-4.8 |
-6.9 |
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耐擦洗性（次） |
700 |
700 |
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抗流挂性(mils) |
16 |
14 |
