標籤:流平劑科學化工

英文專業名稱:Leveling agent. 流平劑是一種常用的塗料助劑,它能促使塗料在乾燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的塗膜。流平劑種類很多, 不同塗料所用的流平劑種類也不盡相同。

1分類

丙烯酸酯型
產品介紹
樹脂型的表面流動控制劑,多數是線型樹脂聚合物,主要有丙烯酸樹脂,脲醛樹脂及三聚氰胺甲醛樹脂。在通用體系中這些樹脂的相容性是受限的,它們會積聚至表面形成一層新的樹脂膜成,使塗膜的表面張力趨於平衡,但它們不會降低表面張力,所以不影響塗料的流動,多被稱為流動促進劑。這類流平劑中丙烯酸樹脂為主體。
丙烯酸酯類流平劑不僅可以促進塗膜的流動和流平,還不會影響塗膜的層間附著力,並且還有消泡的作用。
流平原理
丙烯酸酯類流平劑的相容性是其控制塗膜表面狀態能力的一項重要指標。相容性太好,溶在塗膜中,不會在塗膜表面形成新的界面,提供不了流平作用;相容性太差,不可能均勻的分佈在塗膜表面,會相互聚集在一起,容易產生縮孔狀的缺陷。會使塗膜光澤下降,產生霧影等不良的副作用。只有理想的受控相容性,才會在塗膜表面形成新的界面層,起到流平的作用。
產品分類
丙烯酸酯類流平劑的受控性是通過改變分子量合極性來實現的。均聚物的相容性就不如共聚物的好,如均聚的丙烯酸通常與環氧、聚酯、聚氨酯等塗料所用的樹脂相容性較差,若將其以物理方法混合則將形成表面狀態不良的無光塗膜,所以丙烯酸均聚物不太適合作流平劑。理想的流平劑多採用共聚物,可以是三元共聚物,也可以是改性共聚物,只有共聚物才能通過不同的單體改變聚合物的極性合玻璃花溫度。
通常丙烯酸酯類流平劑的數均分子量被控制在6000-20000之間,分子量分佈比較窄,玻璃花溫度控制在-20℃以下,表面張力25-26mN/m以下。這種相容性受限的丙烯酸共聚物被認為是良好的流平劑。
丙烯酸酯類流平劑也可以是均聚物,也可以是共聚物;可以是線型結構的,也可以是帶支鏈的;也可以是無硅共聚的,也可以是嵌段共聚的。
1)氟改性的丙烯酸酯類流平劑   這類流平劑目前應用得比較廣泛,用氟改性丙烯酸使氟和丙烯酸的優缺點互補,使這類流平劑更趨於完美。丙烯酸和氟類流平劑的優缺點見表1-1
表1-1  丙烯酸和氟類流平劑的優缺點
流平劑
優點
缺點
丙烯酸類流平劑
強的流平性,更具有消泡能力,不影響層間附著力
基材潤濕性差,不能消除縮孔
氟類流平劑
基材潤濕性良好,防縮孔能力強
穩泡,層間附著力差,無法重塗,價格貴
通過改性的流平劑,具有較好的表面控制能力,不穩泡,可以重塗,具有良好的抗縮孔和基材潤濕能力。代表性的產品有 摩能化工的1154。
2)丙烯酸酯類流平劑的應用    純丙烯酸酯類流平劑因其對錶面張力影響不大所以多將其用於流動和流平助劑,特別是印鐵塗料,卷材塗料,對消除輥痕是有益的。還有刷塗的木器漆對消除刷痕也是有幫助的。
應用時要特別注意與塗料的相容性,一般情況是分子量大的相容性差,但流動與流平性好;分子量小的相容性好,但流動與流平性要差些。
丙烯酸酯類流平劑不僅可以用於油性塗料,水性塗料,也是粉末塗料中常用的流平劑,這類產品有摩能化工的1153。

2主要作用

塗料的主要功能是裝飾和防護,如果出現流動和流平缺陷,不僅影響外觀,同時也有損防護功能。如形成縮孔造成漆膜厚度不夠、形成針孔會導致漆膜的不連續性,這些都會降低漆膜的防護性。塗料在施工和成膜過程中,會發生一些物理、化學變化,這些變化及塗料本身的性質,將顯著影響塗料的流動和流平。
塗料施工后,會出現新的界面,一般情況下為塗料與底材之間的液/固界面和塗料與空氣之間的液/氣界面。如果塗料與底材之間的液/固界面的界面張力高於底材的臨界表面張力,塗料就無法在底材上鋪展,自然就會產生魚眼、縮孔等流平缺陷。
漆膜乾燥過程中溶劑的揮發會導致在漆膜表面與內部之間產生溫度、密度和表面張力差,這些差異進而導致產生漆膜內部的湍流運動,形成所謂Benard旋渦。Benard旋渦會導致產生桔皮;在含不止一種顏料的體系,如果顏料粒子的運動性存在一定差異,Benard旋渦還很可能導致浮色和發花,垂直面施工會導致絲紋。
漆膜的乾燥過程中有時會產生一些不溶性的膠粒,不溶性膠粒的產生會導致形成表面張力梯度,在漆膜中經常導致縮孔的產生。例如,在交聯固化型體系中,配方含有不止一種樹脂,在漆膜的乾燥過程中,隨著溶劑的揮發,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,或在乾燥過程中隨著溶劑的揮發,其濃度發生變化導致溶解性發生變化,形成不相容的液滴,也會形成表面張力差。這些都可能會導致縮孔的產生。
塗料在施工和成膜過程中,如果存在外界的污染物,也可能會導致縮孔、魚眼等流平缺陷。這些污染物通常是來自空氣、施工工具和底材的油污、塵埃、漆霧、水汽等。
塗料本身的性質,如施工粘度、乾燥時間等,也會對漆膜的最終流平產生顯著影響。過高的施工粘度和過短的乾燥時間,通常會產生流平不良的表面。
因此,必須通過添加流平劑,通過對塗料在施工和成膜過程中發生一些變化及塗料性質進行調整,幫助塗料獲得一個良好的流平。
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