涂料体系中的界面原理缩孔和橘皮

时间:2016-07-11 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:作者:guicheng 00 引言 湿膜从涂布到失去有效的流动性(包括烘烤中因温度的提高而重新获得的流动图形)为止,进行着展布和流平。这展布和流平如前已述及的,是由表面张力的推动的,包括由表层区

作者:guicheng

00 引言

湿膜从涂布到失去有效的流动性(包括烘烤中因温度的提高而重新获得的流动图形)为止,进行着展布和流平。这展布和流平如前已述及的,是由表面张力的推动的,包括由表层区间的表面张力差所引起的表层流动,这种表层流动在某些情况下,不利于完整的流平而形成了漆膜弊病。

这种由表面张力引起的漆膜弊病包括缩孔、橘皮、浮色、厚边等,本文就缩孔和橘皮作简单介绍。

01 回缩和缩孔


如果我们把表面张力比较大的涂料涂布到一个表面张力相对较小的底材上,那么涂料不会润湿底材,在涂布时的机械力可能把涂料涂布到底材表面,但因为表面未润湿,表面张力有倾向将液态的涂料拉回成球形粒子。同时溶剂在挥发,体系粘度在增加,因此涂料在拉成球形粒子之前,粘度已增大到足以使流动基本停止。这就造成一层不均匀的膜,有些区域仅一点点厚(如果有膜的话),而相邻的地方异常的厚,这种行为通常称为“回缩”。

“缩孔”是指在涂料表面产生小而圆的疵点,看上去就像火山口。缩孔是由于涂料内部或刚施工后涂膜湿表面粘上低表面张力的污染颗粒所造成的。一些表面张力小的物质溶解在临近的涂膜表面中造成局部的表面张力的差异,由于“马兰戈尼”表面流动效应,这表面张力小的涂膜部分的流离颗粒试图覆盖周围表面张力大的涂膜。当流动产生,溶剂挥发,表面张力差异增大,于是流动得以继续。但是随着溶剂的挥发,粘度上升阻碍了流动,形成了凹坑周围有高峰特征的缩孔。通常,我们可以在缩孔中央看到被污染的颗粒。


缩孔形成示意图


缩孔的形成有涂料本身的问题和基材清洁的问题。由于涂料本身有低表面张力液滴的存在、或被涂饰表面因污染存在有低表面张力区,造成表面张力的不均匀,涂料在表面张力差的作用下,由低表面张力处流向高表面张力处,结果形成一个个中心凹陷的孔洞——缩孔。我们将表面张力的不均匀归为缩孔形成的内因。其实涂料本身的一些性质,如涂料粘度、触变性、涂料干燥速度以及涂膜厚度等,能加剧或减弱涂料流体的流动能力,从而会加剧或减弱缩孔的程度,我们将这些因素归为缩孔的外因。内因是缩孔的必然条件,外因可以适当控制或加剧缩孔的程度。

防止缩孔,对涂料而言是提高抗缩孔性,对底材而言是通过表面处理来降低润湿张力,提高涂料的抗缩孔性主要是降低成膜物的表面张力。含有表面活性剂分子的涂料也会发生回缩,因为这些分子在极性非常强的底材表面上会迅速定向。在这种情况下,即使涂料的表面张力比底材小,然而当表面活性剂在底材表面定向后,涂料的表面张力仍会比底材的大。这种现象的产生是因为表面活性剂中的极性基团的一端在底材表面缔合后,涂布的涂料必须润湿的是非极性一端所形成的表面。

消泡剂的选择不当也会导致缩孔现象。消泡剂的表面张力小于消泡液体的表面张力,在消泡体系中溶解度尽量小,有良好的分散性。不能与体系中其它物质反应,不影响颜填料及乳液的稳定性,有很强的扩散能力,不能影响涂料的性能。消泡剂与体系的相容性过于不好,以及消泡剂在体系中分散不良,以大液滴的形式存在于涂料体系中,或者涂料在兑水稀释施工中,消泡剂以液滴形式分离出来,这些消泡剂液滴以及液滴周围表面张力小,涂料从低表面张力往高表面张力处扩散,导致液滴周围的涂层厚于液滴处下方涂层,涂膜表面形成大大小小的凹坑。

消泡剂用法或用量不当,还会导致涂膜橘皮严重,涂膜光泽下降。放大镜下缩孔为纯油珠者多属于消泡剂与体系相容性差或分散不良引起,放大镜下缩孔中心是油粉混合体,油的表面或中心夹有粉末颗粒——油污,这个低表面张力的油粉混合体就是引起缩孔的根本原因。

低粘度涂料流平越好,在表面张力差的驱动下,涂料快速由低表面张力处流向高表面张力处,也就是说缩孔形成的阻力更小。

02 桔皮

湿膜由于底材的几何形状和气流的影响,导致敬意的溶剂挥发速度有所不同,从而引起了湿膜中局部组成和温度的差异,即导致了表面张力的差异而出现了表层流动,这表层流动为了使整个表面的表面张力的均一化,使总表面能趋向最小,也就是使湿膜的表面趋向平整。但如果在此之前,湿膜已 1/2 12下一页尾页

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