涂料流平机理及流平剂的使用

合集下载

流平名词解释

流平名词解释

流平名词解释流平名词解释:1、流平名称流平、自动流平和主动流平。

流平又分为静态流平和动态流平两种,静态流平是涂料或乳液以分散状态在施工后期与未施工时的流平,动态流平是涂料或乳液在固化过程中进行的流平,由此可知流平不能单独成为一个概念。

流平作用也分为三类:流平作用;自流平作用;预流平作用。

2、原理流平作用原理,流平剂本身具有较强的亲水性,易吸收空气中的水分,且不溶于水,因而涂膜表面的张力降低,形成均匀、平整的涂层。

其作用机理是: (1)对树脂分子结构的改性使涂膜内部密度降低、外表张力增大,所以涂膜具有良好的施工性。

(2)流平剂的分子结构中含有疏水基团,因此对水泥和聚合物等聚合物的颜填料和添加剂有一定的润湿和渗透作用,这样就减小了它们的极性,使颜填料和添加剂能够牢固地分布在涂膜表面。

(3)流平剂中含有很多亲油基团,这些基团很容易吸附于被涂物表面,同时也吸附于大气中的水分,它们对这些表面张力较低的分子起到吸附作用,从而使水泥浆和聚合物分子之间形成较弱的分子桥,从而阻止涂料中的水分向里渗透,达到消除内部应力的目的,使涂膜表面更光滑、细腻、平整。

3、应用范围主要应用于水性涂料,通过树脂分子对颜填料及助剂的润湿和渗透来提高涂膜的平整度。

溶剂型涂料体系无需流平剂,但水性涂料中的无机颜填料一般带负电荷,它们在水相中具有很强的极性,在溶剂型涂料中很难润湿,影响着涂膜的表面效果。

4、产品简介华润雪花弹性涂料体系中使用的流平剂为华润雪花弹性建筑乳液专用流平剂,产品符合欧盟ROHS指令、 EN124、 REACH和GB/T 17629标准。

5、产品特点能赋予水性木器漆良好的流平性,并保持良好的颜色均一性;提供稳定的内部张力和长效的表面润湿性;具有极好的抗磨损性和耐擦洗性;稳定性高,性价比高。

涂料流平机理及流平剂的使用

涂料流平机理及流平剂的使用

涂料流平机理及流平剂的使用涂料的流平是指涂料在施工过程中均匀、平整地分布在涂装面上的能力。

涂料流平的好坏直接影响着涂装面的质量和外观效果。

涂料的流平机理主要与涂料的表面张力、流变性质、挥发性有关。

涂料的表面张力是影响流平性能的重要因素。

表面张力可以理解为液体分子间的相互吸引力。

当涂料分子之间的相互吸引力较大时,涂料涂在物体表面时会形成凸起,无法达到平整的效果。

因此,为了改善涂料的流平性能,常常会加入一些流平剂。

流平剂是一种能够通过降低表面张力来改善涂料流平性能的添加剂。

流平剂通常由有机化合物组成,可以通过两种方式减小涂料的表面张力:降低涂料液体分子间的吸引力或在涂料表面形成一层具有较低表面张力的薄膜。

降低分子间吸引力的流平剂通常是表面活性剂,可以使涂料中的颗粒分散均匀,减少颗粒间的接触力。

这种流平剂主要用于有粒子的涂料,如溶胶、乳胶等,在干燥过程中,通过流平剂的作用,涂料颗粒分散均匀,使表面得到平整。

在涂料表面形成一层低表面张力的薄膜的流平剂,则是通过在涂料表面形成一层有机薄膜,这层薄膜具有较低的表面张力,可以使涂料流平成为一层平整均匀的薄膜。

这种流平剂主要用于溶剂型涂料,由于挥发性溶剂的不断蒸发,流平剂分子会聚集在涂料表面,形成薄膜,该薄膜能够降低涂料表面的表面张力。

使用流平剂时需要注意以下几点:1.流平剂的选择:根据涂料的类型和要求选择适合的流平剂。

不同类型的涂料需要不同的流平剂,所以选择流平剂时要考虑涂料的成分和性质。

2.流平剂的添加量:流平剂的添加量应适量,过量添加会导致涂装面出现起泡、流挂等问题,而添加量太少则无法起到流平的效果。

通常,根据涂料的粘度和流平要求确定添加量。

3.搅拌:在使用流平剂之前,应充分搅拌涂料,使流平剂均匀分散在涂料中。

搅拌的时间应根据流平剂的特性而定,一般不超过10分钟。

4.涂布方式:涂料的流平性能受到涂布方式的影响。

在使用流平剂时,可以采用刷涂、辊涂或喷涂等方式,以充分发挥流平剂的作用。

涂料的流动与流平(绝对经典)

涂料的流动与流平(绝对经典)

涂料的流动与流平(绝对经典)一、前言涂膜的流平是涂料表观性能的体现,实际上流平性好坏涉及到涂料的许多方面,例如粘度、涂料的流变性、原材料匹配性、颜料分散工艺的设计、助剂的选择及应用技术、涂装工艺及涂装环境等诸方面因素。

可以说涉及到涂料生产及涂装的全过程,绝非单独依靠流平剂所能控制的。

以实际工作经验为基础,拟对涂料的流动与流平及其与流平剂的关系作如下介绍:流平剂在涂料的流动与流平中所发挥的作用。

流平剂种类不同作用机理和发挥的效果亦不同,即使流平剂的种类相同结构不同,使用效果亦不同。

所以应用流平剂时要根据涂料需要克服的问题和助剂的结构类别进行选择。

应用时要注意流平剂与其他助剂的匹配性及其负面作用和克服对策。

掌握了流平剂的应用对提高涂料产品质量水平会有一定帮助的,另外对流平剂的开发也是有益的。

二、影响涂料流动与流平的因素涂料流动成膜的力是外加的剪切力。

即外力作用于涂料使其铺展成膜。

流平的动力是表面张力即涂料自身收缩的力,这是在外力消失后,使涂膜表面达到光滑平整状态的主要作用力。

由此可以得出这样的结论:流动与流平两个定义之间没有什么太大的区别,涂料要达到光滑平整的表面需要具有良好的流动与流平特性。

2.1涂料流体性质对流动与流平的影响不管是流动还是流平都是涂料的运动形式,都要受到涂料粘度的影响。

涂料流体性质不同,粘度与剪切速率呈现出不同的关系,所以对流动和流平的影响程度也不一样。

如何利用涂料这一属性即达能到流动与流平的目的,又能克服涂料某些弊病是我们技术人员所追求的目标。

涂料大约有五种流体类型:牛顿流体、塑性流体、假塑性流体、膨涨流体、触变流体。

假塑性流体和触变流体是涂料最常用的两种流体结构。

它们对防沉、防浮色发花、防流挂、防止立面涂装时的波纹都是相当有益的。

但对流平和光泽会造成一定影响。

只要注意选择触变剂,合适地调节流挂极限膜厚度,仍有可能达到理想的涂膜流平效果。

由式1中可以看出极限膜厚度与屈伏值成正比,只要改变屈伏值就可以调整涂膜厚度。

流平剂作用原理

流平剂作用原理

流平剂作用原理以流平剂作用原理为标题,我们来探讨一下流平剂是如何起作用的。

我们需要了解什么是流平剂。

流平剂是一种广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂等领域的化学物质,它能够改善涂料的流动性和表面平整度。

在涂料生产和应用过程中,流平剂起到了至关重要的作用。

流平剂的作用原理主要有两个方面:表面活性和降低表面张力。

流平剂具有较低的表面张力。

表面张力是指液体表面上分子间相互作用力的总和,它决定了液体在固体表面上的润湿性和流动性。

涂料在涂覆时,流平剂能够降低液体与固体表面之间的张力,使涂料更容易均匀涂布在基材上,避免出现涂料凝结、起皱或者鱼眼等不良现象。

流平剂通过降低表面张力,使涂料在固体表面上形成更平滑、均匀的涂膜。

流平剂具有表面活性。

表面活性是指物质在界面上的吸附和分子排列现象。

流平剂分子具有亲水性和疏水性两个部分,亲水性部分与涂料分子相互作用,疏水性部分则朝向涂料表面。

当涂料涂布在基材上时,流平剂分子在涂料表面形成一层薄膜,这层薄膜能够使涂料分子间的相互作用力得到调节,从而促使涂料分子在表面上均匀排列。

这种均匀排列能够提高涂料的表面平整度,使涂膜光滑且无明显的刷痕或颗粒。

流平剂的选择和使用要根据不同涂料系统的特性和要求来进行。

不同的流平剂有不同的分子结构和性质,因此对涂料的流平效果会有所差异。

在实际应用中,需要根据涂料的粘度、干燥速度、固体含量等因素综合考虑,选择合适的流平剂进行配方。

此外,流平剂的使用量也需要控制在适当范围内,过量使用可能会导致涂膜的流平效果反而不理想。

总结起来,流平剂通过降低涂料的表面张力和调节涂料分子的排列方式,能够改善涂料的流动性和表面平整度。

它在涂料生产和应用中起到了至关重要的作用。

合理选择和使用流平剂,能够提高涂料的质量,使涂膜光滑均匀,提升产品的外观和性能。

涂料的流动与流平

涂料的流动与流平

涂料的流动与流平一、前言涂膜的流平是涂料表观性能的体现,实际上流平性好坏涉及到涂料的许多方面,例如粘度、涂料的流变性、原材料匹配性、颜料分散工艺的设计、助剂的选择及应用技术、涂装工艺及涂装环境等诸方面因素。

可以说涉及到涂料生产及涂装的全过程,绝非单独依靠流平剂所能控制的。

以实际工作经验为基础,拟对涂料的流动与流平及其与流平剂的关系作如下介绍:流平剂在涂料的流动与流平中所发挥的作用。

流平剂种类不同作用机理和发挥的效果亦不同,即使流平剂的种类相同结构不同,使用效果亦不同。

所以应用流平剂时要根据涂料需要克服的问题和助剂的结构类别进行选择。

应用时要注意流平剂与其他助剂的匹配性及其负面作用和克服对策。

掌握了流平剂的应用对提高涂料产品质量水平会有一定帮助的,另外对流平剂的开发也是有益的。

二、影响涂料流动与流平的因素涂料流动成膜的力是外加的剪切力。

即外力作用于涂料使其铺展成膜。

流平的动力是表面张力即涂料自身收缩的力,这是在外力消失后,使涂膜表面达到光滑平整状态的主要作用力。

由此可以得出这样的结论:流动与流平两个定义之间没有什么太大的区别,涂料要达到光滑平整的表面需要具有良好的流动与流平特性。

2.1涂料流体性质对流动与流平的影响不管是流动还是流平都是涂料的运动形式,都要受到涂料粘度的影响。

涂料流体性质不同,粘度与剪切速率呈现出不同的关系,所以对流动和流平的影响程度也不一样。

如何利用涂料这一属性即达能到流动与流平的目的,又能克服涂料某些弊病是我们技术人员所追求的目标。

涂料大约有五种流体类型:牛顿流体、塑性流体、假塑性流体、膨涨流体、触变流体。

假塑性流体和触变流体是涂料最常用的两种流体结构。

它们对防沉、防浮色发花、防流挂、防止立面涂装时的波纹都是相当有益的。

但对流平和光泽会造成一定影响。

只要注意选择触变剂,合适地调节流挂极限膜厚度,仍有可能达到理想的涂膜流平效果。

由式1中可以看出极限膜厚度与屈伏值成正比,只要改变屈伏值就可以调整涂膜厚度。

涂料流平机理及流平剂的使用

涂料流平机理及流平剂的使用

涂料流平机理及流平剂的使用刘文涛中南大学土木工程学院土木工程材料研究所,湖南长沙,410075摘要:湿漆膜的运动可用三个模型进行描述:(1)在底材上的展布流动-接触角模型;(3)由不平整表面向平整流动的正弦波模型;(2)在垂直方向的贝纳德漩涡。

它们正好可以对应湿膜流平的3个主要的阶段—展布,流平前期和后期,其间表面张力、剪切力、黏度变化、溶剂等因素均在各阶段起着重要作用。

它们之间不是相互隔绝,而是相互影响,起着综合作用。

流平剂就是为了影响上述不同阶段里错综复杂的平衡使漆膜获得最佳流平效果而添加的助剂,而为能够介入界面处作用其一般为低表面张力表面活性物质。

关键词:涂料;湿膜;流平;流平剂;接触角;界面张力涂料,我国传统称为“油漆”,是指出于保护、装饰或功能性目的可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜的材料错误!未指定书签。

涂料不管用何种涂装方法,经施工后,都有一个流平及干燥成膜过程,然后逐渐形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。

涂膜能否达到平整光滑的特性称为流平性。

涂刷时出现刷痕,喷涂时出现橘皮,滚涂是产生滚痕,还有在干燥过程中相伴出现流挂、缩孔、针孔等现象,都称之为流平性不良。

涂料的流平性是评价涂料优劣的重要技术指标,流平性不好会:降低涂料的遮盖效率使成本上升;降低漆膜的平滑度影响外观;造成漆膜缺陷,降低漆膜对基体的保护作用;表面的不平整不利于涂料干燥成膜。

因此,理解涂料流平的机理,在此基础上采取相应措施控制涂料流平性不良发生的几率,对于涂料的配制和使用是非常重要的。

a、刷痕b、流挂图1由流平性不良导致的漆膜缺陷涂料流平机理分析涂料的流平包含两个阶段。

第一阶段,涂料在基材表面展布至完全覆盖基材表面。

第二阶段,在表面张力的推动下,湿漆膜表面由起伏不平逐渐流平至光滑表面形成。

1.1.展布阶段涂料展布的过程实质为液体湿润固体的过程。

如图2所示,液相在固体表面上形成的接触角是由三种界面张力平衡决定的,Yong方程表述了这一平衡关系错误!未指定书签。

涂层浆料的流平剂_概述说明以及解释

涂层浆料的流平剂_概述说明以及解释

涂层浆料的流平剂概述说明以及解释1. 引言1.1 概述涂层浆料是一种常见的表面处理材料,通常用于保护、装饰或改善物体的外观和性能。

在涂层浆料的制备过程中,为了实现理想的施工效果,流平剂被广泛应用。

流平剂可以改善涂层浆料在施工时的流动性和表面光洁度,从而获得均匀、平滑且无缺陷的最终涂层。

本文旨在对涂层浆料中使用的流平剂进行概述、说明和解释。

首先介绍流平剂的定义、分类以及作用原理,然后探讨其在涂层浆料中的应用情况,并介绍可评估浆料性能改善效果的方法。

接着介绍常见的有机流平剂和无机流平剂种类及特点,并提供选型要点和注意事项。

最后总结主要观点和结果,并对未来涂层浆料流平剂研究方向进行展望或提出建议。

1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、流平剂概述、涂层浆料中的流平剂应用、常见涂层浆料流平剂种类与选型要点、结论。

在引言部分,我们将概述本文研究的背景和目的,并介绍文章的整体结构。

随后,我们将逐一详细阐述每个部分的内容。

1.3 目的本文的目的是系统地介绍和解释涂层浆料中流平剂的作用原理及其应用情况。

通过对流平剂定义、分类和作用原理的探索,读者可以全面了解该领域的基础知识。

此外,通过对涂层浆料中不同流平剂种类和选型要点的介绍,读者可以更好地选择合适类型的流平剂,以提升涂层质量和施工效果。

最后,在总结部分,我们将提供对未来研究方向进行展望或给出相关建议,以推动涂层浆料流平剂领域的发展。

2. 流平剂概述2.1 流平剂定义流平剂是一种在涂料、油漆等浆料中加入的化学物质,用于改善其表面润湿性和流动性能。

它可以减小浆料表面的张力,使浆料均匀地分布在被涂覆物体的表面上并形成光滑的薄层。

流平剂通常由有机或无机化合物组成。

2.2 流平剂分类根据组成和性质的不同,流平剂可分为有机流平剂和无机流平剂两大类。

有机流平剂主要由有机化合物构成,例如聚硅氧烷、聚酯、聚醚等。

这些有机流平剂具有良好的亲水性和润湿性能,可以降低液体之间以及浆料与被涂覆物体之间的表面张力。

流平剂作用原理(一)

流平剂作用原理(一)

流平剂作用原理(一)流平剂作用简介什么是流平剂?流平剂是一种在涂料、墨水、胶水等溶液中广泛使用的添加剂,旨在改善涂料表面的平整性和光滑性。

流平剂的原理流平剂的作用机制主要包括以下几个方面:1.表面张力调节:涂料中的流平剂能够降低溶液的表面张力,使其更容易在表面形成均匀的薄膜。

表面张力的减小使涂料能够更好地展开,减少涂料表面的凹凸不平。

2.挥发速度调节:流平剂能够调节溶液的挥发速度,使其在涂布后适当延缓挥发。

这可以使溶液有足够的时间进行流动和自平衡,从而得到更平整、光滑的表面。

3.润湿性增强:流平剂具有良好的润湿性,能够使涂料更好地覆盖在表面上,并降低涂料与基材之间的表面张力差异。

这有助于形成均匀的涂膜,并减少涂料的流下现象。

4.粘度调节:流平剂还可以调节涂料的粘度,使其具有更好的流动性。

适当的粘度能够提供均匀的涂布,并减少涂料在表面上的残留痕迹。

流平剂的分类根据流平剂的成分和作用方式,可以将其分为以下几类:•有机硅流平剂:通过有机硅化合物的引入,增强涂料的润湿性和流动性。

•偶联剂:通过与涂料中的颜填料发生化学反应,改善涂料的流平性。

•表面活性剂:通过调节液体表面张力,提高涂料的润湿性和流动性。

•溶解剂:通过溶解涂料中的固体颗粒,减少颗粒的聚集,改善涂料表面的平整度。

流平剂的应用领域流平剂广泛应用于以下领域:1.建筑装饰:在室内墙面、天花板等表面装饰中,流平剂能够改善涂料的外观质感,使其更加平整光滑。

2.汽车涂装:流平剂在汽车漆中的应用能够提升涂料的覆盖性和外观效果,保证车身涂层的质量。

3.印刷工艺:流平剂在墨水中的加入能够改善印刷品表面的光滑度和印刷质量。

4.木器涂装:流平剂能够使木器涂层更加平整,减少涂刷痕迹和气泡等缺陷。

流平剂的使用注意事项在使用流平剂时需要注意以下几点:•需要根据不同的涂料配方和工艺要求选择合适的流平剂;•流平剂的加入量需在一定范围内,过量使用可能导致涂料干燥时间延长或涂层出现起泡现象;•部分流平剂可能对环境产生一定污染,需要符合环保要求和安全操作规范。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

涂料流平机理及流平剂的使用Prepared on 24 November 2020涂料流平机理及流平剂的使用刘文涛中南大学土木工程学院土木工程材料研究所,湖南长沙,410075摘要:湿漆膜的运动可用三个模型进行描述:(1) 在底材上的展布流动-接触角模型;(3) 由不平整表面向平整流动的正弦波模型;(2) 在垂直方向的贝纳德漩涡。

它们正好可以对应湿膜流平的3个主要的阶段—展布,流平前期和后期,其间表面张力、剪切力、黏度变化、溶剂等因素均在各阶段起着重要作用。

它们之间不是相互隔绝,而是相互影响,起着综合作用。

流平剂就是为了影响上述不同阶段里错综复杂的平衡使漆膜获得最佳流平效果而添加的助剂,而为能够介入界面处作用其一般为低表面张力表面活性物质。

关键词:涂料;湿膜;流平;流平剂;接触角;界面张力涂料,我国传统称为“油漆”,是指出于保护、装饰或功能性目的可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜的材料。

涂料不管用何种涂装方法,经施工后,都有一个流平及干燥成膜过程,然后逐渐形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。

涂膜能否达到平整光滑的特性称为流平性。

涂刷时出现刷痕,喷涂时出现橘皮,滚涂是产生滚痕,还有在干燥过程中相伴出现流挂、缩孔、针孔等现象,都称之为流平性不良。

涂料的流平性是评价涂料优劣的重要技术指标,流平性不好会:○1降低涂料的遮盖效率使成本上升;○2降低漆膜的平滑度影响外观;○3造成漆膜缺陷,降低漆膜对基体的保护作用;○4表面的不平整不利于涂料干燥成膜。

因此,理解涂料流平的机理,在此基础上采取相应措施控制涂料流平性不良发生的几率,对于涂料的配制和使用是非常重要的。

a、刷痕b、流挂图1 由流平性不良导致的漆膜缺陷1.涂料流平机理分析涂料的流平包含两个阶段。

第一阶段,涂料在基材表面展布至完全覆盖基材表面。

第二阶段,在表面张力的推动下,湿漆膜表面由起伏不平逐渐流平至光滑表面形成。

1.1.展布阶段涂料展布的过程实质为液体湿润固体的过程。

如图2所示,液相在固体表面上形成的接触角是由三种界面张力平衡决定的,Yong方程表述了这一平衡关系:γs=γsl+γl cosθ 1-1 γs=固体的固有表面张力,是液滴流动的主要动力;γl=液体的表面张力,由于液体表面总有减小的趋势,是展布流动的阻力和液滴收缩的动力;γsl=液固界面的表面张力,总是液体运动的阻力,不论液体是趋于展布,还是趋于收缩,它总是一个必须克服的能垒;即便在γS>γL时,液滴的接触角<90°,液体能够润湿固体表面但是不一定能充分自行展布;只有在γS>γsl+γL时,液体才能充分展布。

图2 接触角示意图界面张力与形成界面的两相物质的性质密切相关,凡能影响两相性质的因素对界面张力均有影响,如两相物质的分子结构、温度、压力等。

不考虑温度、压力以及空气成分变化等的影响。

固体、液体的固有表面张力由它们自身的分子结构决定,其作用方向是确定的。

固液界面的表面张力来源于它们相互之间的作用,其受两者性质的共同影响,其作用方向需根据两相的情况具体确定。

杨氏(Young)认为γsl就是固体和液体各自的固有表面张力之间的差异,但这是个非常理想的假定,这个假定在理想条件下测量和计算固体表面张力时很有用,但是与实际情况却不甚相符。

还有一个因素就是固体表面的粗糙度,粗糙的固体表面能帮助诱导液体自行展布。

因为实际上在液体于粗糙表面流动时,重力也参加进来推动液体的流动。

根据以上的分析,很容易理解为什么已知树脂的表面张力低于底材,而底材是粗糙的,还是可能遇到流平展布问题,那就是因为γsl的存在。

通过添加流平剂可显着降低γsl,因而能够帮助流平。

这个原理能够解释很小的流平剂添加量下,如果检测树脂溶液的表面张力,几乎很难看见其表面张力强烈降低,但是实际上,液体的展布能力的确大大加强了。

这要归功于流平剂迁移到界面,使γsl大大降低。

流平剂的作用方式如图3所示。

图3 流平剂与表面活性剂介入模型γsl可通过Yong-Good-Girifalco-Fowkes方程进行计算:γsl=γs+γl−2[(γsdγld)+(γspγlp)] 1-2 这是略简化变动的等式,原始的Fowkes方程主要用于解决确定固体表面张力(自由能)的问题。

Fowkes等人在20世纪60年代研究了这个领域,提出普遍存在的范德华力和偶极力在固液界面扮演着重要角色。

式中γd就是表征范德华力的分量;γp就是表征偶极力的分量。

根据Fowkes方程固液界面的表面张力就可以如式1-2近似地计算,其中物质的范德华力和偶极力可直接查询相关资料获得。

由式1-2可知,并不能通过测定一个添加了流平剂后的树脂溶液的表面张力来评价一个流平剂的好坏。

流平剂对γsl的影响才具有决定意义,这固然与该流平剂自身的表面张力有关。

例如有机氟具有比有机硅更低的表面张力,一旦这个结构成功地迁移至界面,它会表现出比有机硅更强大的底材润湿能力。

在上述示例中,如果在水里添加了氟碳聚合物流平剂,这时的γsl就将急剧降低;然而反观有机硅系的流平剂,不同改性的结构具有非常近似的表面张力值γl,在实际应用中的表现却大不相同,这就必须通过Fowkes方程来理解:因为有机硅的改性方法不同,导致它在界面介入时的范德华力γd,和偶极力γp不同,因此即便流平剂的γl互相之间很接近,仍然在不同的体系表现出不同的γsl。

1.2.流平阶段展布之后,未固化涂料不可避免的会留下刷痕、条痕、皱纹和凹槽,理想地不考虑其它流平性不良现象,刚刚涂刷完的涂层尚未开始流平的瞬间的横截面放大后可用图3的正弦波模型表示。

根据吉布斯函数判据,界面吉布斯函数有自动减少的趋势。

若图示波浪形表面流平则涂料表面积减少,涂料表面吉布斯函数减少,这一过程在表面张力的作用下是自发的。

因此可以确定表面张力是涂料流平的推动力。

在表面张力的作用下,涂料逐渐收缩成最小面积而形成平面的过程叫做流平。

1.2.1.正弦波模型涂料展布后的初期,溶剂挥发较少,体系粘度较低,漆膜较厚,漆膜表面各处的表面张力值较均匀。

此时湿膜截面可用图3所示的边缘曲线为正弦曲线截面模型表示。

设平均涂层厚度为χ,条痕幅度为a,控制条痕的线性尺寸为波长λ,条痕的破面的周边曲线按正弦波剖面处理,忽略表面张力梯度的影响。

按照这种近似的处理可得流平过程的方程式:ln a0a t =16π43×γχ3λ∫dtη1-3式中:a0为初始幅度;a t为经过时间t时的幅度;χ为涂层的平均厚度;λ波长;γ表面张力,dyn/cm;η粘度,P;t时间,s;尺寸单位为cm。

式1-3给出了表面张力、粘度、条痕的几何图形以及达到一定流平度所需的时间等影响的关系。

图3 条痕横截面示意图25℃时水的表面张力为cm,乳胶漆由于颜料分散湿润剂以及乳化剂的存在,其表面张力一般在(25~55)dyn/cm。

虽然表面张力在流平中是重要的推动力,但大幅增加涂料的表面张力是不现实的,其只能视作一常量,另一方面厚度χ和条痕波长λ对流平的影响是相当大的,前者为3次方,后者为4次方。

例如,其它值都相等,涂层厚度增加一倍流平时间消减1/8。

波长增加一倍流平时间则增加16倍。

假定流平过程是一个逐步的过程,则可把流平过程设想为条痕幅度以逐步的、连续的、相对很小的部分进行缩减来考虑流平过程。

对每一次部分缩减而言,若把诸平均值作为有关变量的话,式1-3可简化为下式-Rhodes & Orchd方程:Δt=(a0a t)×λ4η226γχ1-4由式1-4可知当其它值一定时,条幅流平到一定值所需时间与粘度值成正比。

粘度值越小流平所需时间越短,即流平性越好。

但过低的粘度值不利于涂料的抗流挂和颜料的稳定(重质颜料沉淀,轻质颜料上浮)。

从这一点看涂料的流平问题实际上属于涂料的流变学问题,是一种多组分悬浮液的流变现象。

涂料涂刷于基体表面至成膜的过程中存在两个极端的流变状态。

由于涂料所用高分子成膜基料均有假塑性的特点,受此影响大多数涂料均为假塑性流体(剪切变稀)。

涂刷过程中,涂料的剪切速率在5000~20000s-1范围内,此时涂料的粘度很低。

涂布后涂料的剪切速率迅速降低至200~甚至更低的范围内进行流平,此时涂料的粘度回复至较高水平,流平性变差,抗流挂性变好。

同时随着溶剂的挥发,涂料的粘度值上升,流平性随时间变差,抗流挂性变好。

流平与流挂都会影响涂层的外观和光泽。

涂料粘度低、涂层厚、表面张力大,则流平性好。

相反,则抗流挂性好。

如涂料具有触变性,就可适当缓和这两者的矛盾。

理想的触变性涂料应具有:在对乳胶漆的研究中认为:利用Haake Rotoviscoo粘度计(一种旋转式粘度计)测定,一种理想的乳胶漆屈服应力大于1Pa,在剪切速率时粘度应该在50Pa·s以保证涂料在储存时不发生沉淀,在15~20s-1剪切速率下具有~3Pa·s的粘度以获得无滴性和改善涂刷沾漆量,在高剪切速率(如1370s-1)下应保持~·s的粘度,以获得合适的漆膜厚度和涂刷性。

受到剪切的漆的屈服应力不能超过,以获得恰当的流动和流平。

需在低剪切速率的高粘度防止流挂和保证一定的漆膜厚度以及涂刷性。

一般的,涂料为触变性流体,涂覆后涂料粘度回复较慢,亦影响涂料的流平和流挂。

涂覆完成后,在产生流挂前保持较低粘度,涂料可获得充足的流平,同时也不会导致流挂的问题。

1.2.2.贝纳德旋涡(Bénard Cell)涂料展布后一段时间,随着溶剂的不均匀挥发和成膜树脂体系自身的原因,漆膜表面表面张力梯度的形成不可避免,这导致了漆膜中极小范围的流动-贝纳德旋涡,可简单地用图4表示。

由于界面吉布斯函数总有减小的趋势,因而涂料的低表面张力部分总有向高表面张力部分流动的趋势,它不同于水平流动,而有垂直方向的涡流。

图4 贝纳德旋涡模型贝纳德漩涡不是一个理想的数学模型,而是湿膜的实际情况,即使湿膜开放时间很长,波纹也很难自己回到流平,往往最后留下长波,因为根据流动公式它的自行彻底流平所需的时间与λ是4次方关系,而且后期黏度η极大。

所以,添加降低表面张力的流平剂,借助流平剂在表面均匀地展布,减小表面张力梯度,有助于消除漩涡花纹,使表面更均匀些,但是如果在高光泽罩光面漆中,并不能消除最后留下的长波。

总之,湿膜的运动实际上有3个最主要的模型:(1) 在底材上的展布流动-接触角模型;(3) 由不平整表面向平整流动的正弦波模型;(2) 在垂直方向的贝纳德漩涡。

它们正好可以对应湿膜流平的3个主要的阶段,其间表面张力、剪切力、黏度变化、溶剂等因素均在各阶段起着重要作用。

它们之间不是相互隔绝,而是相互影响,起着综合作用。

流平剂就是为了影响上述不同阶段里错综复杂的平衡而添加的助剂。

相关文档
最新文档