流平剂如何使涂料流平?
1、压平剂定义
流平剂是一种常用的涂料助剂,它能促进涂料在干燥过程中形成平整、光滑、均匀的涂膜,不同类型的涂料所应用的流平剂不同。
2、平移原理(迁移机制)
作为配平剂,一般需要满足以下两点:
2.1,系统具有一定的兼容性。
2.2,表面张力需低于系统。
这两点影响着流平剂的迁移,只有流平剂自发迁移到漆膜表面,才能称为流平效果的发生。迁移原理同样适用于其他添加剂的迁移。
迁移原则
流平剂的迁移遵循物理学中的 "最低能量原理",即自发地从高能量处流向低能量处。当涂料涂在底材表面时,会形成两个界面,即 "底材-漆膜界面 "和 "漆膜-空气界面"。
因此,系统的总能量 = (底材的表面张力 - 漆膜的表面张力)+ (漆膜的表面张力 - 空气的表面张力)。
当系统中加入匀染剂时,如果匀染剂迁移到 "薄膜-空气界面",则系统总能量 =(基底表面张力 - 薄膜表面张力)+(匀染剂表面张力 - 空气表面张力),当匀染剂表面张力 < 薄膜表面张力时,系统总能量降低,过程可以自发进行。
但是,如果流平剂迁移到 "底材-漆膜界面",系统总能量=(底材表面张力-流平剂表面张力)+(漆膜表面张力-空气表面张力),由于流平剂表面张力<漆膜表面张力,因此系统总能量增加,过程无法自发进行。
当然,从分子运动理论的角度来看,流平剂加入到体系中后,由于分子的无规则运动,会有一部分流平剂分子运动到 "底材-漆膜界面",但这部分流平剂的量很小,与总加入量相比可以忽略不计。
3、有机硅流平剂的原理
有机硅流平剂的结构以最常见的聚醚改性硅油为基础,其结构式可用下式表示:
-(SiO(CH3)2)m-(SiOCH3 (CH2CH2O)x(CH2CHCH3O)y)nR
其中,m 链段表示硅油的未改性部分,属于相容性受限的链段;n 链段为改性部分,属于相容性链段;x 为聚醚改性链段的聚氧乙烯部分;y 为聚醚基团的聚氧乙烯部分;m、n、x、y 四个值决定了匀染剂所表现出的性能。
3.1、相容性:有机硅流平剂的相容性主要取决于 m/n 的值。m/n 的值越小(即不相容链段的含量越低),相容性越好;在 m/n 的固定值下,x/y 的值越大,相容性越好,这是因为聚环氧乙烷的相容性超过了聚环氧丙烷。
3.2、手感:在xy值固定的情况下,有机硅流平剂的手感也主要取决于m/n值,m/n值越大,手感越好;m/n值相同的情况下,m的绝对值越大,手感越好;从这点可以看出,对于有机硅流平剂来说,追求好的相容性和好的手感往往是一对矛盾,为了达到两者兼得,通常m/n只能在一个很小的范围内选择。
3.3、配平能力:m、n、x、y 值对配平效果的影响比较复杂,一般来说,m/n 值在 1 到 2 之间时有较好的配平效果,而对于 m/n 值固定的情况,x+y 值越大,配平效果越好。
3.4、稳定泡沫:一般来说,在通常的 x、y 值下,m/n>3 或 m/n<1/4 基本上可以得到不稳定的发泡效果,通俗地说就是当硅含量很高或很低时,流平剂发泡不稳定,而如果做成硅含量很高的品种,则可以得到一种手感极佳,发泡不稳定,但相容性稍差的流平剂,如果硅含量很低,则流平剂的相容性表现很好,发泡不稳定,但手感不够的有机硅流平剂。5.
3.5 重涂性:一般来说,m+n 值越大,m/n 值越高,越容易出现重涂性问题,此外聚醚端基 R 基团的类型也会对重涂性产生影响。
3.6、消光粉的定向能力:根据试验,消光粉的定向能力受 m/n 值和 m 的绝对值的影响很大,m 的绝对值越大,消光粉的定向能力越好。
原因
涂料表面容易出现缩孔、桔皮、表面粗糙和缺乏光泽等现象,严重阻碍了粉末涂料、水性涂料和高固体份涂料等新技术的推广和应用。涂料中使用的流平剂可以减少这些现象,使漆膜表面变得光滑,具有装饰性。
为此,表面张力与之相关。
表面张力
在液体内部,任何分子受到的分子引力都是平衡的。但在液体表面,液相分子对表面分子的引力大于气相分子对表面分子的引力,因此会产生向液体内部的吸引力,这就是表面张力。加入流平剂后,流平剂可以浮到漆膜表面,使漆膜均匀化,这也是流平机理之一。
收缩和橘皮
其原因是,如果湿漆膜上两点的液体表面张力不同,漆料就会从一点流向另一点,从而产生缩孔、桔皮等现象。丙烯酸流平剂可以降低表面张力和界面张力,增加润湿性,并能在涂料表面形成单分子层,确保表面部分的表面张力均匀。