涂料的流動(dòng)與流平

1、涂料的流動(dòng)與流平一、前言一、前言涂膜的流平是涂料表觀性能的體現(xiàn)，實(shí)際上流平性好壞涉及到涂料的許多方面，例如粘度、涂料的流變性、原材料匹配性、顏料分散工藝的設(shè)計(jì)、助劑的選擇及應(yīng)用技術(shù)、涂裝工藝及涂裝環(huán)境等諸方面因素。可以說涉及到涂料生產(chǎn)及涂裝的全過程，絕非單獨(dú)依靠流平劑所能控制的。以實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，擬對(duì)涂料的流動(dòng)與流平及其與流平劑的關(guān)系作如下介紹：流平劑在涂料的流動(dòng)與流平中所發(fā)揮的作用。流平劑種類不同作用機(jī)理和發(fā)揮的效果亦不同，即使流

2、平劑的種類相同結(jié)構(gòu)不同，使用效果亦不同。所以應(yīng)用流平劑時(shí)要根據(jù)涂料需要克服的問題和助劑的結(jié)構(gòu)類別進(jìn)行選擇。應(yīng)用時(shí)要注意流平劑與其他助劑的匹配性及其負(fù)面作用和克服對(duì)策。掌握了流平劑的應(yīng)用對(duì)提高涂料產(chǎn)品質(zhì)量水平會(huì)有一定幫助的，另外對(duì)流平劑的開發(fā)也是有益的。二、影響涂料流動(dòng)與流平的因素二、影響涂料流動(dòng)與流平的因素涂料流動(dòng)成膜的力是外加的剪切力。即外力作用于涂料使其鋪展成膜。流平的動(dòng)力是表面張力即涂料自身收縮的力，這是在外力消失后，使涂膜表面達(dá)

3、到光滑平整狀態(tài)的主要作用力。由此可以得出這樣的結(jié)論：流動(dòng)與流平兩個(gè)定義之間沒有什么太大的區(qū)別，涂料要達(dá)到光滑平整的表面需要具有良好的流動(dòng)與流平特性。2.1涂料流體性質(zhì)對(duì)流動(dòng)與流平的影響不管是流動(dòng)還是流平都是涂料的運(yùn)動(dòng)形式，都要受到涂料粘度的影響。涂料流體性質(zhì)不同，粘度與剪切速率呈現(xiàn)出不同的關(guān)系，所以對(duì)流動(dòng)和流平的影響程度也不一樣。如何利用涂料這一屬性即達(dá)能到流動(dòng)與流平的目的，又能克服涂料某些弊病是我們技術(shù)人員所追求的目標(biāo)。涂料大約有五種

4、流體類型：牛頓流體、塑性流體、假塑性流體、膨漲流體、觸變流體。假塑性流體和觸變流體是涂料最常用的兩種流體結(jié)構(gòu)。它們對(duì)防沉、防浮色發(fā)花、防流掛、防止立面涂裝時(shí)的波紋都是相當(dāng)有益的。但對(duì)流平和光澤會(huì)造成一定影響。只要注意選擇觸變劑，合適地調(diào)節(jié)流掛極限膜厚度，仍有可能達(dá)到理想的涂膜流平效果。由式1中可以看出極限膜厚度與屈伏值成正比，只要改變屈伏值就可以調(diào)整涂膜厚度。也就是說選擇觸變劑類別及用量是達(dá)到流平與防流掛的關(guān)鍵。可以采用流掛實(shí)驗(yàn)刮涂器進(jìn)

5、行實(shí)驗(yàn)。也可以采用貼條稱重法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證實(shí)流平劑特別是有機(jī)硅類流平劑對(duì)防流掛有一定幫助。三、涂膜表面形態(tài)對(duì)流平的影響三、涂膜表面形態(tài)對(duì)流平的影響構(gòu)成涂膜形態(tài)不規(guī)整有兩種原因，一是由涂裝工具產(chǎn)生的痕跡，如刷痕取決于鬃毛刷的類型，刷痕的深淺不一。滾痕取決于滾涂機(jī)和繞線棒，滾涂或刮涂產(chǎn)生的凹凸的狀態(tài)不等。涂膜的不規(guī)整度越大流平越困難。二是基材形狀造成的，基材表面是粗糙的要得到光滑平整的涂膜是比較困難的。找平的方法是刮胒子和厚涂底漆。遇到上

6、述情況造成的表面流平問題，最好的辦法是保持涂料的高表面張力，增強(qiáng)基材潤濕鋪展能力，保持涂膜最佳極限厚度，采用良溶劑稀釋樹脂，并控制其揮發(fā)速度及平衡。可參考公式2。從2式中不難看出涂料的表面張力高和涂膜厚度大對(duì)縮短流平時(shí)間是有利的。所以在這種涂料中最好不要選擇強(qiáng)降低表面張力的流平劑。要選擇基材潤濕劑和不降低戓少降低表面張力的流平劑配合使用。例如Tego的TegoWet260加TegoFlow300。四、涂膜干燥時(shí)間對(duì)流平的影響四、涂膜干燥

7、時(shí)間對(duì)流平的影響降到l7mNm。取兩種相同量的水溶液滴到聚酯膜片，烷基壬基酚乙氧基醚的水溶液產(chǎn)生了鋪展?jié)櫇?，但氟助劑的水溶液成球狀體，接觸角很小不展布。究其原因，①基材潤濕劑必須能夠在基材界面處定向排布。因此要求分子必須具備兩親結(jié)構(gòu)，有親油基和疏油基。這樣在涂料中才會(huì)形成親溶媒的一端朝向涂料，疏油的一端朝向固體界面，定向排布形成界面層。②基材潤濕劑必須是低表面活性物，在固液界面處定向排布后降低固液界面張力。由于基材潤濕劑在固液界面處的吸

8、附，使涂料表面能低于基材的表面能這樣就會(huì)產(chǎn)生潤濕鋪展，提高了涂膜的流動(dòng)和流平性能。3.23.2基材潤濕劑的種類基材潤濕劑的種類321321傳統(tǒng)型的表面活性劑傳統(tǒng)型的表面活性劑這類助劑有很多。最有代表性的就是非離子型的烷基乙氧基的化合物。例如OP4～OP40，后面的數(shù)字表視環(huán)氧乙烷的含量。使用時(shí)要參考其HLB值。這類助劑品種多，應(yīng)用范圍廣泛。在洗滌劑工業(yè)、紡織印染工業(yè)、織物整理工業(yè)、造紙工業(yè)等方面均有應(yīng)用。多數(shù)作潤濕劑和乳化劑使用。3.2

9、.23.2.2聚醚改性的聚硅氧烷聚醚改性的聚硅氧烷這類產(chǎn)品Tego具有獨(dú)特性，品種多性能全，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，效果極好。它是以硅氧烷為中間段，在端基分別用親水和親油的聚醚改性，這樣使分子即具有較強(qiáng)的降低表面張力的特性，又具有兩親結(jié)構(gòu)，極易在界面處定向排布，形成降低固液界面張力的特性。TegoWetKL245、TegoWet260、TegoWet270、TegoWet280、TegoTwin4000、TegoTwin4100都是極具代表特性的

10、基材潤濕劑。有效份都是100%、都可以水油兩用。TegoWetKL245特別適合水性涂料及油墨，鋪展面積是烷基壬基酚乙氧基醚的8倍；TegoWet260比較適合溶劑涂料，性能與245類似；TegoWet270具有良好的防縮孔（基材原因）和孔隙滲透效果；TegoWet280具有良好的霧化性，噴出的涂膜均勻不會(huì)有透底的現(xiàn)象特別適用水性汽車漆；TegoTwin4000除具良好的基材潤濕效果外，還有很好的消泡性，可以用在厚漿涂料比如彈性拉毛墻漆

11、；TegoTwin4100潤濕效果也很好，幾乎不穩(wěn)泡，即使攪拌時(shí)產(chǎn)生泡，也會(huì)很快就消失。另外噴涂水性漆時(shí)幾乎看不到有暗泡產(chǎn)生。3.2.33.2.3非離子的有機(jī)氟化合物非離子的有機(jī)氟化合物這類潤濕劑市場(chǎng)產(chǎn)品不多。與具有碳?xì)滏溤魉砻婊钚詣┫嗤?，按離子型態(tài)劃分可分成陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性的表面活性劑。一般非離子型的有機(jī)氟化合物可作基材潤濕劑使用。性能與有機(jī)硅化合物無太大區(qū)別。3.33.3基材潤濕劑應(yīng)用指南基材潤濕劑應(yīng)用指南基材

12、潤濕劑類別不同、應(yīng)用效果也不同。使用時(shí)要根據(jù)涂料種類，涂裝材質(zhì)，認(rèn)真地選擇基材潤濕劑的類型、添加量及與其他助劑的匹配性。3.3.13.3.1基材潤濕劑與流平劑的區(qū)別基材潤濕劑與流平劑的區(qū)別基材潤濕劑有促進(jìn)流動(dòng)與流平的作用，但不同于流平劑。它是在涂膜與基材的界面處發(fā)揮作用，降低固液界面張力，不影響涂膜的層間附著力。而流平劑是在涂膜的表面處發(fā)揮作用，是消除表面缺欠控制表面狀態(tài)的活性劑，有些品種雖有促進(jìn)流動(dòng)與流平作用，有些品種會(huì)影響層間附著力

13、。3.3.23.3.2基材潤濕劑在低表面能材質(zhì)上的應(yīng)用基材潤濕劑在低表面能材質(zhì)上的應(yīng)用在低表面能材質(zhì)上涂裝時(shí)，涂料中最好添加基材潤濕劑。能提高涂料在基上的潤濕鋪展性，增強(qiáng)涂膜表面的光滑平整度。能防止因基材表面張力低造成的縮孔、縮邊等不良現(xiàn)象。還能提高涂膜的附著力。在面漆，特別是水性涂料中，最好采取基材潤濕劑配合流平劑使用，這樣涂膜的上下兩個(gè)面可以同時(shí)得到控制，即提高了涂膜的流平性又控制了涂膜的表面狀態(tài)。3.3.33.3.3基材潤濕劑對(duì)顏