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流平劑流平原理及作用機理研究

來源: 時間:2020-06-15 18:02:59 瀏覽次數:

流平劑是一種常用的涂料助劑,它能促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。不同種類的涂料所適用的流平劑也不同。

一、流平劑定義

流平劑是一種常用的涂料助劑,它能促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。不同種類的涂料所適用的流平劑也不同。


二、流平的作用原理(遷移機理)  

作為流平劑,一般需要滿足以下兩點:

1、與體系具有一定的相溶性。

2、表面張力需低于體系。  

這兩點都影響著流平劑的遷移,只有流平劑自發(fā)遷移到漆膜的表面,才能稱為發(fā)生流平作用。遷移原理在其他的助劑遷移方面也同樣適用。  

遷移原理:流平劑的遷移取向遵循物理學中的“能量最低原理”,即從能量高的地方自發(fā)流向能量低的地方。當涂料涂布到底材表面以后,形成兩個界面,分別是“底材-漆膜界面”和“漆膜-空氣界面”,因此體系總能量=(底材表面張力-漆膜表面張力)+(漆膜表面張力-空氣表面張力)。當體系中加入流平劑以后,假如流平劑遷移到“漆膜-空氣界面”,那么體系總能量=(底材表面張力-漆膜表面張力)+(流平劑表面張力-空氣表面張力),由于流平劑表面張力<漆膜表面張力,因此體系總能量降低了,該過程可以自發(fā)進行。但假如流平劑遷移到“底材-漆膜界面”,體系總能量=(底材表面張力-流平劑表面張力)+(漆膜表面張力-空氣表面張力),由于流平劑表面張力<漆膜表面張力,因此體系總能量是升高的,該過程是不可能自發(fā)進行的。 -="" br="">


三、有機硅類流平劑的原理  

有機硅類流平劑的結構以最常見的聚醚改性硅油為主,其結構式可用下式表示:

—(SiO(CH3)2)m—(SiOCH3 (CH2CH2O)x(CH2CHCH3O)y)nR  

其中m鏈段表示硅油的未改性部分,屬于相容性受到限制的鏈段;

n鏈段是改性部分,屬于相容鏈段;

x為聚醚改性鏈段中的聚環(huán)氧乙烷部分;

y為聚醚基團中的聚環(huán)氧丙烷部分;

m,n,x,y四個值決定了流平劑所表現的性能,這四個數值的不同大小決定了流平劑的不能性能。  

1、相容性:有機硅流平劑的相容性主要取決于m/n的數值,m /n的數值越?。ㄒ簿褪遣幌嗳萱湺魏吭降停?,則相容性越好,在m/n數值固定的情況下,x/y的數值越大,則相容性越好,這是因為聚環(huán)氧乙烷的相容性超過聚環(huán)氧丙烷的原因。

2、手感:在xy值固定的情況下,有機硅流平劑的手感同樣主要取決于m/n的數值,m/n的數值越大,手感越好;m/n數值一樣的情況下,m的絕對數值越大,手感越好;從這一點可以看出,對于有機硅流平劑,追求好的相容性和好的手感經常是一對矛盾,為了達到兩者兼顧,通常m/n只能在一個不大的范圍內選擇。

3、流平能力:m,n,x,y的數值對流平效果的影響比較復雜,一般而言,m/n的數值在1到2 之間的時候有比較好的流平效果,而對于固定的m/n數值的情況下,x+y的數值越大,流平效果越好。  

4、 穩(wěn)泡性:一般而言,在通常的x,y的數值下,m/n>3或者m/n< 1/4都可以得到基本上不穩(wěn)泡的效果,通俗的說就是當硅含量很高或者很低的時候,所得到的流平劑都是不穩(wěn)泡的,而如果做成硅含量很高的品種,就能得到手感出色,不穩(wěn)泡,但是相容性略差的流平劑,如果做成硅含量很低的品種,則所得到的流平劑的性能就是相容性很好,不穩(wěn)泡但是手感不足的有機硅流平劑。

5. 重涂性:一般來說,m+n的數值越大且m/n的數值越高,越容易出現重涂性的問題,另外聚醚端基R基團的種類也會對重涂性產生影響。  6、消光粉的定向能力:根據試驗,消光粉定向的能力受m/n的數值和m的絕對值的影響很大,m的絕對值越大,有越好的消光粉定向能力。