1. Qual é o uso de agentes niveladores como um auxiliar de revestimento comum?

A principal função da tinta é decorar e proteger. Se ocorrerem defeitos de fluxo e nivelamento, eles não só afetarão a aparência, mas também prejudicarão a função de proteção. A formação de furos de retração e orifícios pode levar à descontinuidade do filme de tinta, o que pode reduzir as propriedades de proteção da tinta. No processo de construção e formação do filme, ocorrerão algumas mudanças físicas e químicas. Essas mudanças e a natureza da própria tinta afetarão significativamente o fluxo e o nivelamento da tinta.

Depois que o revestimento for aplicado, surgirão novas interfaces, normalmente a interface líquido/sólido entre o revestimento e o substrato e a interface líquido/ar entre o revestimento e o ar. Se a tensão interfacial na interface líquido/sólido entre a tinta e o substrato for maior do que a tensão superficial crítica do substrato, a tinta não conseguirá se espalhar sobre o substrato e, naturalmente, produzirá defeitos de nivelamento, como olhos de peixe e encolhimento.

A evaporação de solventes durante o processo de secagem gera diferenças de temperatura, densidade e tensão superficial entre a superfície e o interior do filme de tinta, o que, por sua vez, gera movimentos turbulentos dentro do filme, resultando nos chamados redemoinhos. Os redemoinhos podem resultar em casca de laranja; em sistemas que contêm mais de um pigmento, os redemoinhos também podem causar inchaço e florescimento se houver alguma diferença na motilidade das partículas de pigmento e filigrana em superfícies verticais.

Às vezes, partículas insolúveis são produzidas durante a secagem do filme de tinta, o que pode levar à formação de gradientes de tensão superficial, muitas vezes resultando na formação de encolhimento no filme de tinta. Por exemplo, em sistemas de cura reticulados, em que a formulação contém mais de uma resina, partículas insolúveis podem ser formadas a partir de resinas menos solúveis à medida que o solvente evapora durante o processo de secagem. Além disso, em formulações que contêm surfactantes, se o surfactante for incompatível com o sistema ou se sua concentração mudar à medida que o solvente evapora durante a secagem, levando a mudanças na solubilidade e à formação de gotículas incompatíveis, também poderá ocorrer uma diferença de tensão superficial. Tudo isso pode levar à criação de furos de encolhimento.

A presença de contaminantes externos durante a construção e a formação da película de um revestimento também pode levar a defeitos de nivelamento, como encolhimento e olhos de peixe. Esses contaminantes geralmente são óleo, poeira, névoa de tinta, vapor de água etc. provenientes do ar, das ferramentas de construção e dos substratos.

A natureza da própria tinta, como a viscosidade de trabalho e o tempo de secagem, também pode ter um efeito significativo no nivelamento final do filme de tinta. Uma viscosidade de aplicação muito alta e um tempo de secagem muito curto geralmente produzirão uma superfície mal nivelada.

Portanto, é necessário ajudar a tinta a obter um bom nivelamento adicionando agentes niveladores, fazendo algumas alterações na tinta durante a construção e a formação do filme e ajustando as propriedades da tinta.

 

Para um sistema de formulação definido, um agente de nivelamento adequado deve ser selecionado de acordo com a natureza da formulação e o desempenho que se espera que o agente de nivelamento atinja.

1.1. Sistemas de pintura à base de solvente

Nas formulações de primers e revestimentos intermediários, geralmente são usados agentes niveladores acrílicos. Se a desgaseificação e a molhabilidade do substrato forem necessárias, é recomendável escolher

agentes de nivelamento acrílico de peso molecular médio ou alto. Em primers, se for necessária uma maior molhabilidade do substrato, podem ser considerados os agentes niveladores de silicone e os agentes niveladores acrílicos modificados (como os agentes niveladores acrílicos modificados com flúor e os agentes niveladores acrílicos modificados com fosfato) que reduzem significativamente a tensão superficial. Se os agentes niveladores de silicone e os agentes niveladores acrílicos modificados com flúor tiverem efeitos colaterais, como a estabilização de bolhas e a afetação da adesão entre camadas, devem ser usados os agentes niveladores acrílicos modificados com fosfato.

Nas formulações de tintas transparentes e de acabamento, os requisitos relativamente altos para a aparência do filme geralmente podem escolher um agente de nivelamento acrílico de baixo peso molecular, que obterá um bom nivelamento, e o filme não é fácil de produzir sombra de névoa. Em sistemas de cura reticulados, os agentes niveladores acrílicos com grupos funcionais reativos são frequentemente usados para obter um melhor nivelamento e melhorar as propriedades físicas e químicas do filme. Os agentes de nivelamento de silicone são necessários se for preciso melhorar a fluidez ou se for preciso ter resistência a deslizamento e arranhões; nesse caso, é preferível usar agentes de nivelamento de silicone em combinação com agentes de nivelamento de acrílico.

Deve-se observar que os agentes niveladores de silicone proporcionam propriedades de nivelamento e, ao mesmo tempo, reduzem efetivamente a tendência do revestimento de cair quando aplicado em superfícies verticais. Além disso, em formulações de tintas com flash metálico, os agentes niveladores de silicone devem ser usados com cautela, pois podem levar a um alinhamento desigual dos pigmentos de flocos de alumínio e a uma cor desigual da película de tinta.

1.2、Sistema de revestimento em pó

O processo de nivelamento dos revestimentos em pó é dividido em dois estágios. ** O primeiro estágio é a fusão das partículas de pó e o segundo estágio é a fusão e o escoamento das partículas de pó em um filme de tinta plana. Os revestimentos em pó não contêm solventes e não produzem um gradiente de tensão superficial durante o processo de formação do filme; o nivelamento está mais relacionado ao umedecimento do substrato.

Os revestimentos em pó geralmente usam agentes niveladores acrílicos. Se o agente de nivelamento estiver na forma líquida, ele geralmente é pré-fabricado em um lote mestre antes do uso. Há também agentes niveladores acrílicos transformados em pós, especificamente para revestimentos em pó, que são agentes niveladores acrílicos líquidos adsorvidos em pós de sílica e alguns agentes niveladores de grau inferior adsorvidos com carbonato de cálcio.

Se o revestimento em pó precisar ser liso e antipendente, devemos usar o agente nivelador de silicone, já que existem pós feitos especificamente para revestimentos em pó com agente nivelador de silicone. O uso de agentes niveladores de silicone deve ser observado para evitar a formação de furos de encolhimento.

1.3、Sistema de revestimento à base de água

O sistema de revestimento à base de água é dividido em sistema solúvel em água e sistema de látex.

No sistema solúvel em água, a tensão superficial do sistema precisa ser fortemente reduzida, * o agente nivelador de silicone e os compostos de fluorocarbono são comumente usados

Eles são usados da mesma forma que são usados em sistemas à base de solvente. Obviamente, se for necessária uma superfície realmente plana, serão necessários agentes niveladores acrílicos para sistemas à base de água.

Para sistemas de látex, o mecanismo de formação de filme é completamente diferente e a viscosidade não se altera com a evaporação do solvente. O uso de agentes niveladores na formulação pode melhorar a umectação do substrato da tinta e os agentes niveladores acrílicos podem melhorar a planicidade do filme, mas as principais propriedades de fluxo da tinta são mais frequentemente controladas e ajustadas pela adição de agentes de controle reológico.

2. Por que é necessário adicionar algum agente nivelador a uma tinta?

A presença de contaminantes externos durante o processo de aplicação e formação de película de uma tinta também pode levar a defeitos de nivelamento, como encolhimento e olhos de peixe. Esses contaminantes geralmente são óleo, poeira, névoa de tinta, vapor de água etc. provenientes do ar, das ferramentas de construção e dos substratos.

A natureza da própria tinta, como a viscosidade de trabalho e o tempo de secagem, também pode ter um efeito significativo no nivelamento final do filme de tinta. Uma viscosidade de aplicação muito alta e um tempo de secagem muito curto geralmente produzirão uma superfície mal nivelada.

Portanto, é necessário ajudar a tinta a obter um bom nivelamento adicionando um agente nivelador, fazendo alguns ajustes na tinta durante a construção e a formação da película e nas propriedades da tinta.

3. Por que os agentes de nivelamento à base de água engrossam?

Na indústria química, os agentes de nivelamento são indispensáveis, pois conseguem uma superfície altamente homogênea, brilhante e lisa. Todos nós vemos técnicos misturando agentes niveladores à base de água em espessantes naturais, mas com um bom grau de umedecimento. Um aditivo reológico é definido como um aditivo que altera a reologia de um fluido, por exemplo, de um fluido newtoniano para um fluido plástico ou pseudoplástico, ou vice-versa. Esses aditivos podem ser polímeros, espessantes naturais, solventes inorgânicos ou orgânicos ou uma variedade de eletrólitos ou dispersantes orgânicos ou inorgânicos.

Os agentes de nivelamento são usados para obter uma superfície altamente homogênea, brilhante e lisa quando tintas, pastas, revestimentos etc. são aplicados à superfície dos materiais. Esses agentes de nivelamento são principalmente eletrólitos de superfície, surfactantes e polímeros altamente eficazes, cujo mecanismo de ação é dispersar, quebrar a espuma, diluir, tornar a tinta altamente fluida (sem alterar o teor de sólidos da tinta) e ter boa molhabilidade da superfície (ambos os tipos de agentes de nivelamento).

4. A natureza controlada dos agentes niveladores de acrilato é obtida pela alteração do peso molecular

A natureza controlada dos agentes niveladores de acrilato é obtida pela alteração do peso molecular. A compatibilidade do homopolímero não é tão boa quanto a do copolímero, como, por exemplo, o ácido acrílico homopolímero geralmente é pouco compatível com epóxi, poliéster, poliuretano e outras resinas usadas em revestimentos; se forem misturados com métodos físicos, formarão um estado de superfície ruim do filme de revestimento não leve, de modo que o homopolímero acrílico não é muito adequado para agentes de nivelamento. O agente de nivelamento ideal é um copolímero, que pode ser um terpolímero ou um copolímero modificado, e somente o copolímero pode alterar a *ness do polímero e a temperatura do vidro por meio de diferentes monômeros.
Normalmente, o peso molecular médio numérico dos agentes niveladores de acrilato é controlado entre 6000-20000, a distribuição do peso molecular é relativamente estreita, a temperatura da flor de vidro é controlada abaixo de -20°C e a tensão superficial é inferior a 25-26mN/m. Esse copolímero acrílico de compatibilidade limitada é considerado um bom agente de nivelamento.
Os agentes niveladores acrílicos podem ser homopolímeros ou copolímeros; estruturas lineares ou com cadeias ramificadas; copolímeros aleatórios ou copolímeros em bloco.