涂料的主要功能是裝飾和防護(hù),如果出現(xiàn)流動(dòng)和流平缺陷,不僅影響外觀,同時(shí)也有損防護(hù)功能。如形成縮孔造成漆膜厚度不夠、形成針孔會(huì)導(dǎo)致漆膜的不連續(xù)性,這些都會(huì)降低漆膜的防護(hù)性。涂料在施工和成膜過程中,會(huì)發(fā)生一些物理、化學(xué)變化,這些變化及涂料本身的性質(zhì),將顯著影響涂料的流動(dòng)和流平。
涂料施工后,會(huì)出現(xiàn)新的界面,一般情況下為涂料與底材之間的液/固界面和涂料與空氣之間的液/氣界面。如果涂料與底材之間的液/固界面的界面張力高于底材的臨界表面張力,涂料就無(wú)法在底材上鋪展,自然就會(huì)產(chǎn)生魚眼、縮孔等流平缺陷。
漆膜干燥過程中溶劑的揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致在漆膜表面與內(nèi)部之間產(chǎn)生溫度、密度和表面張力差,這些差異進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生漆膜內(nèi)部的湍流運(yùn)動(dòng),形成所謂Benard旋渦。Benard旋渦會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生桔皮;在含不止一種顏料的體系,如果顏料粒子的運(yùn)動(dòng)性存在一定差異,Benard旋渦還很可能導(dǎo)致浮色和發(fā)花,垂直面施工會(huì)導(dǎo)致絲紋。
漆膜的干燥過程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些不溶性的膠粒,不溶性膠粒的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致形成表面張力梯度,在漆膜中經(jīng)常導(dǎo)致縮孔的產(chǎn)生。例如,在交聯(lián)固化型體系中,配方含有不止一種樹脂,在漆膜的干燥過程中,隨著溶劑的揮發(fā),溶解性較差的樹脂就可能形成不溶性膠粒。另外,在含有表面活性劑的配方中,如果表面活性劑與體系不相容,或在干燥過程中隨著溶劑的揮發(fā),其濃度發(fā)生變化導(dǎo)致溶解性發(fā)生變化,形成不相容的液滴,也會(huì)形成表面張力差。這些都可能會(huì)導(dǎo)致縮孔的產(chǎn)生。
涂料在施工和成膜過程中,如果存在外界的污染物,也可能會(huì)導(dǎo)致縮孔、魚眼等流平缺陷。這些污染物通常是來(lái)自空氣、施工工具和底材的油污、塵埃、漆霧、水汽等。
涂料本身的性質(zhì),如施工粘度、干燥時(shí)間等,也會(huì)對(duì)漆膜的*終流平產(chǎn)生顯著影響。過高的施工粘度和過短的干燥時(shí)間,通常會(huì)產(chǎn)生流平不良的表面。
因此,必須通過添加流平劑,通過對(duì)涂料在施工和成膜過程中發(fā)生一些變化及涂料性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整,幫助涂料獲得一個(gè)良好的流平。
對(duì)于一個(gè)確定的配方體系,應(yīng)根據(jù)配方的性質(zhì)和希望流平劑所達(dá)到的性能,來(lái)選擇合適的流平劑品種。
1、溶劑性涂料體系
在底漆和中層漆配方中,通常采用丙烯酸流平劑。如果需要脫氣性和底材潤(rùn)濕性,宜選
擇中等分子量或高分子量丙烯酸流平劑。在底漆中,如果需要更強(qiáng)的底材潤(rùn)濕性,可考慮選用能顯著降低表面張力的有機(jī)硅流平劑和改性丙烯酸流平劑(如氟改性丙烯酸流平劑和磷酸酯改性丙烯酸流平劑),如果有機(jī)硅流平劑和氟改性丙烯酸流平劑出現(xiàn)穩(wěn)泡、影響層間附著力等副作用,應(yīng)采用磷酸酯改性丙烯酸流平劑。
在面漆和透明漆配方中,對(duì)漆膜外觀要求相對(duì)較高,一般可選用低分子量丙烯酸流平劑,這樣將獲得良好的流平性,在漆膜中也不易產(chǎn)生霧影。在交聯(lián)固化型體系,選用含反應(yīng)性官能團(tuán)的丙烯酸流平劑常常獲得更好的流平性,同時(shí)提高漆膜的物理化學(xué)性能。如果需要漆膜具有更好的流動(dòng)性或需要滑爽性和抗刮傷性,有機(jī)硅流平劑是必需的,這種情況下*好是有機(jī)硅流平劑和丙烯酸流平劑配伍使用。
應(yīng)當(dāng)指出的是,在垂直面施工時(shí),有機(jī)硅流平劑提供流平性能的同時(shí),可有效降低涂層的流掛傾向。另外,在金屬閃光漆配方中,應(yīng)慎用有機(jī)硅流平劑,因?yàn)榭赡軐?dǎo)致片狀鋁顏料的不均勻排列而出現(xiàn)漆膜顏色不均。
2、粉末涂料體系
粉末涂料的流平過程分為兩個(gè)階段。**個(gè)階段是粉末粒子的熔化,第二個(gè)階段粉末粒子熔化后流動(dòng)成為平整的漆膜。粉末涂料不含溶劑,在成膜過程不會(huì)產(chǎn)生表面張力梯度,流平更多的是與底材潤(rùn)濕有關(guān)。
粉末涂料常采用丙烯酸流平劑。如果流平劑呈液態(tài),一般要預(yù)先制成母料才能使用。也有制成粉體的丙烯酸流平劑,專門用于粉末涂料,這類產(chǎn)品是將液態(tài)的丙烯酸流平劑吸附在二氧化硅粉體上,一些低檔流平劑用碳酸鈣吸附。
如果粉末涂料需要滑爽性和抗掛傷性,就要采用有機(jī)硅流平劑,已有制成粉體的專門用于粉末涂料的有機(jī)硅流平劑。使用有機(jī)硅流平劑要留意避免形成縮孔。
3、水性涂料體系
水性涂料體系分為水溶性體系和乳膠體系。
在水溶性體系中,需要強(qiáng)烈降低體系的表面張力,*常用的是有機(jī)硅流平劑和氟碳化合
物類流平劑,所起作用與它們應(yīng)用于溶劑型涂料體系相同。當(dāng)然如果需要真正平整的表面,用于水性體系的丙烯酸流平劑是必需的。
而對(duì)于乳膠體系,成膜機(jī)理則完全不同,粘度也不隨溶劑的揮發(fā)而改變。配方中采用流平劑會(huì)可能提高涂料的底材潤(rùn)濕性,丙烯酸流平劑可以提高漆膜平整度,但涂料的主要流動(dòng)性能,更多的是通過添加流變控制劑來(lái)進(jìn)行控制和調(diào)整。