流平劑是(shi)人們經常使用為(wei)人所熟悉的(de)一種界面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑。之所以稱其為(wei)界面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑,不是(shi)因其結構,而(er)(er)是(shi)因其在界面(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)發(fa)揮作(zuo)(zuo)用而(er)(er)得(de)名的(de)。它(ta)與樹脂溶媒相容受限,被(bei)排擠至氣/液界面(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu),發(fa)揮了表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)性作(zuo)(zuo)用。使涂料的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)處(chu)于平衡(heng)狀態,克服了因表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)差而(er)(er)造成的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)缺陷。
1.流平劑在涂料中的作用
涂料性能有許多缺(que)陷和不足之處,單純使(shi)用(yong)樹脂、顏(yan)料、溶劑是(shi)無法解決的(de),必須使(shi)用(yong)一些添加劑。流平劑是(shi)這些添加劑中不可缺(que)少的(de)一種。
①防縮孔
涂(tu)膜表(biao)(biao)(biao)面(mian)產生(sheng)(sheng)縮(suo)(suo)孔(kong)(kong)是(shi)常見的(de)(de)(de)弊病(bing)。產生(sheng)(sheng)縮(suo)(suo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)原因是(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)不(bu)平衡造成的(de)(de)(de)。產生(sheng)(sheng)縮(suo)(suo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)物質(zhi),其表(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)一定比涂(tu)膜低,被稱之(zhi)為縮(suo)(suo)孔(kong)(kong)施體(ti)(ti)。涂(tu)膜的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)一定比縮(suo)(suo)孔(kong)(kong)施體(ti)(ti)高稱其為縮(suo)(suo)孔(kong)(kong)受體(ti)(ti)。原因有(you)以下(xia)幾(ji)種:
幾種(zhong)樹(shu)脂(zhi)混拼時(shi),當溶(rong)劑配(pei)(pei)合適宜時(shi)可以相溶(rong)甚至能形成透明的涂(tu)膜。但當溶(rong)劑配(pei)(pei)合不當時(shi),在溶(rong)劑揮發過程中有(you)的樹(shu)脂(zhi)會析出,產生(sheng)膠粒變成縮(suo)孔施體。
外界物體污染,空氣中低表能的飄(piao)浮物,烘道中的硅膠粒子等(deng)落到(dao)涂膜(mo)表面上。
涂(tu)料(liao)中混含有低表面能的物(wu)質如不溶性油(you)、硅油(you)、膠(jiao)粒等(deng)材(cai)質。
基(ji)材表面(mian)張力不平衡,有個別(bie)地方被低表面(mian)能的物質(zhi)污染或者基(ji)材的表面(mian)能過低。
在含未經潤濕分散劑處理的顏(yan)料或亞光(guang)粉的涂(tu)料中,添(tian)加(jia)基(ji)材(cai)潤(run)濕(shi)(shi)劑(ji),這時(shi)基(ji)材(cai)潤(run)濕(shi)(shi)劑(ji)會吸附到裸(luo)露的粒子(zi)表面,就(jiu)會形(xing)成縮孔(kong)施(shi)體。在水性亞光(guang)漆中經常發生此(ci)種弊(bi)病(bing)。
克服縮孔的(de)較好辦法(fa)是使(shi)用(yong)基材潤濕劑配合有(you)機(ji)硅(gui)類(lei)表(biao)面狀態控制劑。有(you)些底漆不必或不能使(shi)用(yong)流(liu)平劑,單獨使(shi)用(yong)基材潤濕劑就(jiu)可(ke)以達(da)到防縮孔的(de)目的(de)。比如HY-5030、HY-5057有(you)機(ji)硅(gui)流(liu)平劑。
②防桔(jie)皮、防止(zhi)顏(yan)色發花(hua)(hua)、防止(zhi)消光(guang)漏光(guang)及發花(hua)(hua)
產(chan)(chan)生(sheng)這些弊病(bing)的(de)根本原(yuan)因是(shi)溶(rong)劑揮發(fa)涂膜表層(ceng)(ceng)和(he)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)層(ceng)(ceng)的(de)表面張力(li)不平衡,下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)層(ceng)(ceng)低,上(shang)層(ceng)(ceng)高。另外(wai)表層(ceng)(ceng)的(de)密度(du)大于下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)層(ceng)(ceng),下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)層(ceng)(ceng)富含(han)溶(rong)劑的(de)涂料以靠表面張力(li)將其(qi)推(tui)向(xiang)表面,而重(zhong)力(li)又導(dao)致(zhi)表層(ceng)(ceng)涂料向(xiang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)沉(chen),這便(bian)(bian)產(chan)(chan)生(sheng)了下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)沉(chen)、擴展、上(shang)升的(de)渦流運(yun)動(dong)。結果會形成(cheng)不規則(ze)的(de)邊(bian)緣相接的(de)六角形網格。稱其(qi)為“貝納(na)爾”渦流。網格中心(xin)新(xin)上(shang)來富含(han)溶(rong)劑的(de)涂料表面張力(li)低,推(tui)其(qi)向(xiang)邊(bian)緣運(yun)動(dong),在(zai)此堆(dui)積形成(cheng)小丘狀,這便(bian)(bian)是(shi)桔皮。這種運(yun)動(dong)也(ye)會導(dao)致(zhi)顏色(se)和(he)顏料含(han)量(liang)不同。這便(bian)(bian)是(shi)造成(cheng)色(se)漆發(fa)花,亞光(guang)漆亞粉(fen)排布不均勻造成(cheng)漏光(guang)和(he)消光(guang)發(fa)花的(de)主要(yao)原(yuan)因。
Marangoni運動是產生這些弊病主要根源,只要降(jiang)低涂膜的(de)(de)(de)(de)表面(mian)張力(li)(li),那么下層(ceng)的(de)(de)(de)(de)涂料就(jiu)不能被(bei)推到(dao)表面(mian),就(jiu)產生不了(le)上述(shu)的(de)(de)(de)(de)弊病。所以(yi)添加能控制表面(mian)狀態的(de)(de)(de)(de),可以(yi)降(jiang)低表面(mian)張力(li)(li)的(de)(de)(de)(de),有機硅類流平劑是較好(hao)的(de)(de)(de)(de)方法。如果有機硅類助(zhu)劑解決(jue)不了(le)問題,這時再考慮選擇有機氟(fu)類助(zhu)劑。但要注意成本和穩泡性。
③防止波紋
波(bo)紋(wen)的(de)(de)產(chan)生(sheng)也是(shi)表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)不均衡造成的(de)(de)。但要注意是(shi)立面(mian)噴涂(tu)還是(shi)平(ping)(ping)面(mian)噴涂(tu)。平(ping)(ping)面(mian)噴涂(tu)時(shi),涂(tu)膜干(gan)燥速度不均,快干(gan)地(di)方的(de)(de)表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)高于慢(man)(man)干(gan)地(di)方,這時(shi)表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)就會推動(dong)慢(man)(man)干(gan)地(di)方的(de)(de)涂(tu)料向快干(gan)地(di)運動(dong),產(chan)生(sheng)左右方向的(de)(de)波(bo)紋(wen)。這可以用(yong)降低(di)表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)的(de)(de)有機硅類(lei)流平(ping)(ping)劑(ji)解決(jue)。但當立面(mian)噴涂(tu)產(chan)生(sheng)上下波(bo)紋(wen)時(shi),一般不要用(yong)降低(di)表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)的(de)(de)流平(ping)(ping)劑(ji)解決(jue),否則會越(yue)加越(yue)嚴(yan)重。
這是(shi)因(yin)為(wei)涂料下墜,下面(mian)(mian)的表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)高于上面(mian)(mian),所以推動涂料由下向上運動,重力(li)下沉(chen)這就產(chan)生了(le)上下波(bo)紋。越加(jia)降低表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)的流平劑,下面(mian)(mian)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)越依,向上推動的力(li)越強,波(bo)紋越強。較好的辦法是(shi)添加(jia)不(bu)降低表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)的流平劑。
Tego基(ji)材潤濕劑:HY-6083、HY-6085、HY-6086等,有效份100%,會迅(xun)速在固(gu)/液界面定(ding)向(xiang)、能大幅度地降低表面張(zhang)力(li)(li)(或界面張(zhang)力(li)(li))和(he)提高(gao)與基(ji)材的附著力(li)(li)同時還不(bu)影(ying)響上涂(tu)層的層間(jian)附著、有助于(yu)流平作用(yong)。
2.流平劑的類別
流平劑(ji)嚴格地說可分(fen)成(cheng)表面狀態控(kong)制劑(ji)和流動與(yu)流平促(cu)進(jin)劑(ji)。另(ling)外高沸點的混合溶劑(ji)能夠延長涂(tu)料的開放時提供了流動與(yu)流平效果,也可作為流平劑(ji)使(shi)用。
表(biao)面狀態控制劑(ji)它能降低涂料的表(biao)面張力,能起到防止縮孔、波紋、貝納爾(er)渦流、發花、桔皮(pi)等弊病。控制表(biao)面狀態。
因表面(mian)(mian)狀(zhuang)態控制劑(ji)是降(jiang)低(di)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力的(de)(de)界面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)。所以有(you)些(xie)具有(you)穩泡(pao)(pao)的(de)(de)不(bu)良影響。但也有(you)些(xie)不(bu)穩泡(pao)(pao)或少(shao)(shao)穩泡(pao)(pao)的(de)(de)表面(mian)(mian)狀(zhuang)態控制劑(ji)。一般而言,降(jiang)低(di)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力較(jiao)強的(de)(de)聚(ju)醚改(gai)性(xing)(xing)的(de)(de)聚(ju)硅(gui)氧烷(wan),比烷(wan)基(ji)(ji)、芳基(ji)(ji)改(gai)性(xing)(xing)的(de)(de)聚(ju)硅(gui)氧烷(wan)更加(jia)穩泡(pao)(pao)。不(bu)降(jiang)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力或少(shao)(shao)降(jiang)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力的(de)(de)烷(wan)基(ji)(ji)、芳基(ji)(ji)改(gai)性(xing)(xing)的(de)(de)聚(ju)硅(gui)氧烷(wan)還有(you)幫(bang)助消(xiao)泡(pao)(pao)的(de)(de)作用。
丙(bing)烯(xi)酸樹脂類流(liu)平劑(ji)它不降低表面(mian)張力,有(you)促進涂膜流(liu)動與(yu)流(liu)平的功能,可以促使刷痕、滾(gun)痕、壓痕的消(xiao)失。流(liu)動和流(liu)平劑(ji)還能控制或(huo)阻止Marangoni(馬拉(la)高尼)效(xiao)應的產生。不穩泡,多數有(you)助消(xiao)泡作用。
①樹脂類流平劑
這類助劑(ji)有(you)丙烯酸樹(shu)脂(zhi)(zhi)、脲(niao)醛(quan)樹(shu)脂(zhi)(zhi)、三聚(ju)氰(qing)胺甲醛(quan)樹(shu)脂(zhi)(zhi)、CAB、聚(ju)乙烯醇縮丁(ding)醛(quan)等。用量多且廣泛的為人們(men)所熟(shu)悉的是線性丙烯酸樹(shu)脂(zhi)(zhi)。它的上浮性依(yi)靠分子(zi)量大小來(lai)調節(jie),與樹(shu)脂(zhi)(zhi)的相容性靠分子(zi)結構來(lai)調整。
這類流平(ping)劑有丙(bing)烯(xi)酸(suan)均聚(ju)物、共(gong)漿(jiang)物、改(gai)性化(hua)合物。均聚(ju)物大分子量的(de),相(xiang)容(rong)性差,表(biao)(biao)面(mian)遷移速度(du)快,控制(zhi)(zhi)表(biao)(biao)面(mian)能(neng)力(li)強,有消泡作用(yong)。共(gong)聚(ju)物、與(yu)樹脂相(xiang)容(rong)性好(hao),遷移速度(du)慢,表(biao)(biao)面(mian)控制(zhi)(zhi)能(neng)力(li)不(bu)如均聚(ju)物。改(gai)性化(hua)合物、有用(yong)硅改(gai)性的(de)和氟改(gai)性的(de),改(gai)性的(de)目是(shi)為了獲取(qu)丙(bing)烯(xi)酸(suan)和改(gai)性物的(de)共(gong)同(tong)特性。採用(yong)均聚(ju)丙(bing)烯(xi)酸(suan)改(gai)性的(de)控制(zhi)(zhi)表(biao)(biao)面(mian)能(neng)力(li)要(yao)比共(gong)聚(ju)物的(de)好(hao)。
②有機硅類流平劑
這是當前使(shi)用多較為(wei)重要(yao)的一類流平劑。在涂料(liao)工業中應(ying)用已(yi)有近百年的歷(li)史(shi),廣為(wei)人知。不(bu)過在以前使(shi)用的都是低粘度(du)的硅(gui)(gui)油(you),主要(yao)是消(xiao)泡,熬樹脂(zhi)時防止漲鍋,防止色漆發花。近年由于改性(xing)聚硅(gui)(gui)氧(yang)烷的問世,硅(gui)(gui)油(you)有被淘汰(tai)的危險。
改(gai)性(xing)(xing)聚(ju)硅氧(yang)(yang)烷品種(zhong)繁多,應用(yong)廣泛。有(you)(you)(you)烷基(ji)、芳(fang)基(ji)改(gai)性(xing)(xing)聚(ju)硅氧(yang)(yang)烷:聚(ju)醚(mi)(mi)、聚(ju)酯改(gai)性(xing)(xing)聚(ju)硅氧(yang)(yang)烷。其中聚(ju)醚(mi)(mi)改(gai)性(xing)(xing)普便(bian),應用(yong)面廣,有(you)(you)(you)多用(yong)助劑的美名。改(gai)性(xing)(xing)方法主要是控制硅氧(yang)(yang)鏈(lian)(lian)段和(he)改(gai)性(xing)(xing)鏈(lian)(lian)段的比例,調節其性(xing)(xing)能。有(you)(you)(you)梳(shu)狀的側鏈(lian)(lian)改(gai)性(xing)(xing)、有(you)(you)(you)端基(ji)改(gai)性(xing)(xing)、有(you)(you)(you)側鏈(lian)(lian)端基(ji)同時改(gai)性(xing)(xing)。改(gai)性(xing)(xing)化合(he)物有(you)(you)(you)聚(ju)氧(yang)(yang)乙基(ji)和(he)聚(ju)氧(yang)(yang)丙基(ji)化合(he)物,乙氧(yang)(yang)基(ji)親水,丙氧(yang)(yang)基(ji)親油。
這類助(zhu)劑(ji)較為大(da)家所(suo)熟悉的有(you)HY-5030、HY-5057等。
③氟碳化合物
這類化(hua)合(he)物(wu)(wu)降低表(biao)面(mian)張力強,其(qi)結構(gou)多數是在氟碳鏈接烯丙基再接其(qi)他改(gai)性化(hua)合(he)物(wu)(wu),或者(zhe)氟碳鏈嵌接乙氧基再接其(qi)他鹽類化(hua)合(he)物(wu)(wu)。如(ru)磷酸鹽,就(jiu)成(cheng)了水性用(yong)的陰離子化(hua)合(he)物(wu)(wu)。其(qi)合(he)成(cheng)方法(fa)跟(gen)碳氫化(hua)合(he)物(wu)(wu)表(biao)面(mian)活性劑(ji)差別(bie)不大。
3.流平劑的應用
上(shang)面(mian)已對(dui)流平(ping)劑能(neng)解決(jue)的問題和流平(ping)劑的類別作了介紹。下(xia)面(mian)主要想談(tan)等應用技術(shu)上(shang)的一些問題。
①良好的流動(dong)與(yu)流平促進作用
流(liu)(liu)平(ping)(ping)(ping)是依靠(kao)表面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)收縮(suo)力(li)(li),所以表面(mian)張(zhang)力(li)(li)高對(dui)流(liu)(liu)平(ping)(ping)(ping)是有(you)促進作(zuo)用的(de)(de),當涂(tu)膜表面(mian)受外力(li)(li)造(zao)成(cheng)的(de)(de)痕跡時,要(yao)使(shi)其流(liu)(liu)平(ping)(ping)(ping)。一般不(bu)要(yao)選擇降低表面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)流(liu)(liu)平(ping)(ping)(ping)劑(ji),應選擇丙(bing)烯酸類(lei)流(liu)(liu)平(ping)(ping)(ping)劑(ji)。它(ta)不(bu)降低表面(mian)張(zhang)力(li)(li)還有(you)促進流(liu)(liu)動與流(liu)(liu)平(ping)(ping)(ping)的(de)(de)作(zuo)用。
②防縮孔
縮(suo)孔(kong)是(shi)因表(biao)面張力(li)(li)失衡造(zao)成(cheng)的,縮(suo)孔(kong)施體的表(biao)面能是(shi)要(yao)比涂料低得多,要(yao)克服縮(suo)孔(kong)就要(yao)選擇(ze)低表(biao)面張力(li)(li)的流(liu)平劑(ji)(ji),并不是(shi)所有流(liu)平劑(ji)(ji)都(dou)有效。它(ta)對(dui)增滑、抗劃傷、防發(fa)花、防桔(jie)皮、提高亞粉(fen)的排布性也(ye)有作(zuo)用。
③增加(jia)光澤提高顯影性(xing)
罩光(guang)清漆、實(shi)色高(gao)光(guang)漆都(dou)需(xu)要光(guang)澤高(gao)顯影(ying)(ying)性好(hao)。這時要特別注意選擇(ze)流(liu)平劑。大家都(dou)知道有(you)(you)機硅(gui)類(lei)流(liu)平劑有(you)(you)短波效(xiao)應,會影(ying)(ying)響光(guang)澤。丙烯酸類(lei)流(liu)平劑有(you)(you)長波效(xiao)應,對顯影(ying)(ying)性有(you)(you)影(ying)(ying)響。如若將有(you)(you)機硅(gui)流(liu)平劑和丙烯酸類(lei)流(liu)平劑配(pei)合使用,兩者(zhe)互相刻(ke)制,就達到了完美的境(jing)界。
④不影響層間附著力
丙烯酸類(lei)(lei)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)(xiang)層間附著力,有(you)機硅類(lei)(lei)大部份會(hui)有(you)影(ying)響(xiang)(xiang)。如果(guo)將改(gai)性(xing)物的(de)(de)錨定基(ji)封閉,增強其遷移性(xing)就不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)(xiang)附著力。另外可(ke)以選擇(ze)烷基(ji)或芳基(ji)改(gai)性(xing)的(de)(de)有(you)機硅流平劑。
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