Comment les agents d'égalisation nivellent-ils la peinture ?
Quick answer: Surface-control additives are usually selected by defect type, compatibility, and dosage window. The strongest commercial choice is the one that fixes the real problem without creating a new one.
1、Définition de l'agent aplatisseur
L'agent de nivellement est un additif de revêtement courant, il peut favoriser le revêtement dans le processus de séchage pour former un film de revêtement plat, lisse et uniforme, différents types de revêtements appliqués à l'agent de nivellement différent.
2、Le principe de nivellement (mécanisme de migration)
En tant qu'agent de nivellement, il doit généralement répondre aux deux points suivants :
2.1, et le système présente un certain degré de compatibilité.
2.2, la tension superficielle doit être inférieure à celle du système.
Ces deux points affectent la migration de l'agent de nivellement, seul l'agent de nivellement migre spontanément vers la surface du film de peinture, ce qui peut être appelé l'apparition de l'effet de nivellement. Le principe de migration s'applique également à la migration d'autres additifs.
Principe de migration
La migration des agents de nivellement suit le "principe de la plus basse énergie" en physique, c'est-à-dire qu'ils s'écoulent spontanément d'un endroit à haute énergie vers un endroit à basse énergie. Lorsque la peinture est appliquée sur la surface du substrat, deux interfaces se forment : l'interface "substrat - film de peinture" et l'interface "film de peinture - air".
Par conséquent, l'énergie totale du système = (tension superficielle du substrat - tension superficielle du film de peinture) + (tension superficielle du film de peinture - tension superficielle de l'air).
Lorsqu'un agent de nivellement est ajouté au système, si l'agent de nivellement migre vers l'"interface film-air", l'énergie totale du système = (tension superficielle du substrat - tension superficielle du film) + (tension superficielle de l'agent de nivellement - tension superficielle de l'air), lorsque la tension superficielle de l'agent de nivellement est inférieure à la tension superficielle du film, l'énergie totale du système est réduite et le processus peut Le processus peut se dérouler de manière spontanée.
Toutefois, si l'agent de nivellement migre vers l'"interface substrat - film de peinture", l'énergie totale du système = (tension superficielle du substrat - tension superficielle de l'agent de nivellement) + (tension superficielle du film de peinture - tension superficielle de l'air), étant donné que la tension superficielle de l'agent de nivellement est inférieure à la tension superficielle du film de peinture, l'énergie totale du système est augmentée et le processus ne peut se dérouler spontanément.
Bien entendu, du point de vue de la théorie du mouvement moléculaire, lorsque l'agent de nivellement est ajouté au système, en raison du mouvement irrégulier des molécules, une partie de l'agent de nivellement se déplacera vers "l'interface substrat - film de peinture", mais la quantité de cette partie de l'agent de nivellement est très faible et peut être négligeable par rapport à la quantité totale ajoutée.
3、Le principe de l'agent de nivellement à base de silicone
La structure des agents de nivellement à base de silicone est basée sur l'huile de silicone modifiée polyéther la plus courante, dont la formule structurelle peut être exprimée par la formule suivante :
-(SiO(CH3)2)m-(SiOCH3 (CH2CH2O)x(CH2CHCH3O)y)nR
Où m segment de chaîne indique la partie non modifiée de l'huile de silicone, appartient au segment de chaîne dont la compatibilité est restreinte ; n segment de chaîne est la partie modifiée, appartient au segment de chaîne compatible ; x est la partie d'oxyde de polyéthylène du segment de chaîne modifié par le polyéther ; y est la partie d'oxyde de polyéthylène du groupe polyéther ; m, n, x, y quatre valeurs déterminent la performance montrée par l'agent de nivellement.
3.1、Compatibilité : La compatibilité des agents de nivellement à base de silicone dépend principalement de la valeur de m/n. Plus la valeur de m/n est faible (c'est-à-dire plus la teneur en segments de chaîne incompatibles est faible), meilleure est la compatibilité, et plus la valeur de x/y est grande sous la valeur fixe de m/n, meilleure est la compatibilité, ce qui s'explique par le fait que la compatibilité du poly(oxyde d'éthylène) est supérieure à celle du poly(oxyde de propylène).
3.2, sensation : dans le cas d'une valeur xy fixe, la sensation de l'agent de nivellement à base de silicone dépend aussi principalement de la valeur de m/n, plus la valeur de m/n est grande, meilleure est la sensation ; la valeur de m/n dans le même cas, plus la valeur absolue de m est grande, meilleure est la sensation ; à partir de ce point, on peut voir que pour l'agent de nivellement à base de silicone, la recherche d'une bonne compatibilité et d'une bonne sensation est souvent une contradiction, afin d'obtenir les deux, m/n ne peut généralement être sélectionné que dans une petite fourchette.
3.3, capacité de nivellement : les valeurs m, n, x, y sur l'impact de l'effet de nivellement sont plus complexes, en général, les valeurs m/n entre 1 et 2 ont un meilleur effet de nivellement, et pour une valeur m/n fixe du cas, plus la valeur de x + y est grande, plus l'effet de nivellement est important.
3.4, mousse stable : en général, dans la valeur habituelle x, y, m/n> 3 ou m/n < 1/4 peut obtenir fondamentalement instable effet de mousse, en termes simples est lorsque la teneur en silicium est très élevé ou très faible, l'agent de nivellement n'est pas mousse stable, et si fait dans une très haute teneur en silicium variétés, vous pouvez obtenir une sensation excellente, pas mousse stable, mais légèrement moins compatible agent de nivellement, si Si la teneur en silicium est très faible, la performance de l'agent de nivellement est très bonne compatibilité, pas mousse stable, mais la sensation de l'agent de nivellement de silicone n'est pas assez. 5.
3.5. Recouvrabilité : en général, plus la valeur de m+n est grande et plus la valeur de m/n est élevée, plus il est probable qu'il y ait des problèmes de recouvrabilité ; en plus du type de groupe terminal polyéther, le groupe R aura également un impact sur la recouvrabilité.
3.6, la capacité directionnelle de la poudre de matage : selon le test, la capacité directionnelle de la poudre de matage est fortement influencée par la valeur de m/n et la valeur absolue de m. Plus la valeur absolue de m est grande, meilleure est la capacité directionnelle de la poudre de matage.
Causes
Les surfaces peintes sont sujettes à des phénomènes tels que le retrait, la peau d'orange, la rugosité de la surface et le manque de brillance, ce qui entrave sérieusement la promotion et l'application de nouvelles technologies telles que les revêtements en poudre, à base d'eau et à haute teneur en matières solides. Les agents de nivellement sont utilisés dans les peintures pour réduire ces phénomènes et rendre la surface du film de peinture lisse et décorative.
Pour ce faire, la tension superficielle est liée.
Tension superficielle
Dans un liquide, les forces gravitationnelles moléculaires sur chaque molécule sont équilibrées. Mais à la surface du liquide, la force gravitationnelle des molécules de la phase liquide sur les molécules de la surface est supérieure à la force gravitationnelle des molécules de la phase gazeuse sur les molécules de la surface, et il y a donc une attraction vers l'intérieur du liquide, c'est la tension superficielle. Lorsque l'agent de nivellement est ajouté, il peut flotter à la surface du film de peinture pour l'homogénéiser, ce qui constitue l'un des mécanismes de nivellement.
Rétrécissement et peau d'orange
En effet, si la tension superficielle du liquide est différente en deux points du film de peinture humide, le matériau de peinture s'écoulera d'un point à l'autre, ce qui entraînera un rétrécissement, une peau d'orange, etc. L'agent de nivellement acrylique peut réduire la tension superficielle et la tension interfaciale pour augmenter la mouillabilité et peut former une couche moléculaire unique à la surface de la peinture pour garantir l'homogénéisation de la tension superficielle dans la section de la surface.
A practical selection checklist for wetting, leveling, and defoaming additives
Additive selection is usually most effective when the team defines the defect first and then screens compatibility, dosage range, and process stage. That is often much more reliable than choosing only by chemistry family or by a single dramatic lab result.
- Start from the defect, not the additive name: wetting loss, crater, microfoam, and instability often need different solutions even inside the same formula.
- Check compatibility at the intended dosage: the strongest additive can still be the wrong commercial choice if it narrows the process window too much.
- Review the stage of use: some products are most useful during grind, while others matter more during let-down, filling, or final application.
- Balance cure or film quality with defect control: the right additive fixes the problem without sacrificing adhesion, gloss, or appearance.
Recommended product references
- CHLUMIAF 094: A balanced defoamer reference for waterborne coatings and many general foam-control screens.
- CHLUMIAF 3062: Useful when printing-ink and UV-ink compatibility matter in the defoaming screen.
- CHLUMIAF 3037: A stronger process-defoaming option when persistent foam survives harsher conditions.
- CHLUMIWE 3280: A strong wetting-agent reference for inks, coatings, and difficult substrate wetting.
FAQ for buyers and formulators
Why does an additive that looks powerful in a beaker sometimes fail in production?
Because shear, temperature, substrate, and the full formula can all change the way the additive performs under real process conditions.
Should the most aggressive additive always be preferred?
Not usually. The best additive is the one that solves the real defect while preserving the broadest safe operating window.
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When paint leveling is the main concern, formulators often compare CHLUMILE 3345 Leveling Agent et CHLUMILE 3033 Leveling Agent to tune orange peel resistance and surface feel.