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流平剂的作用原理、分类及在不同涂料类型中的应用选择

      流平剂的主要作用原理就是降低体系表面张力,消除湿膜表面张力梯度。常见的有机硅流平剂可以明显降低表面张力,同时具备良好的迁移性,消除涂膜表面张力梯度;丙烯酸酯流平剂虽然不能明显降低表面张力,但能在涂层内部定向,调整局部表面张力均一性‍。

      用表格形式来比较有机硅流平剂和丙烯酸酯流平剂的不同作用。

 

一、常见的流平剂分类阐述。

      1、有机硅流平剂。可以显著降低涂料的表面张力,提高涂料的底材润湿能力和漆膜的流动性、消除Benard旋涡、防止浮色发花;能改善涂层的平滑性、抗挂伤性和抗粘连性。有机硅流平剂降低涂膜表面张力的能力取决于其化学结构。这类流平剂的缺点是稳泡性、影响层间附着力,有些还对施工环境如烘炉产生污染。

      有机硅流平剂主要有三类:聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷,以有机改性聚硅氧烷*为常用。

       2、丙烯酸酯类流平剂,包括纯丙烯酸酯流平剂和改性丙烯酸酯流平剂。纯丙烯酸流平剂包括传统的非反应性丙烯酸流平剂和新型含官能团的反应性丙烯酸流剂。这是一类分子量不等的丙烯酸均聚物或共聚物,这类流平剂仅轻微降低涂料的表面张力,能够平衡漆膜表面张力差异,获得平整的、类似镜面的漆膜表面。如果其分子量足够高,这类流平剂还具有脱气和消泡的作用。

      传统的非反应性丙烯酸流平剂的缺点是:高分子量产品可能跟涂膜体系存在相容性问题,导致在漆膜中产生雾影;低分子量产品又有可能降低漆膜表面硬度。含反应性官能团的丙烯酸流平剂能很好的解决这一矛盾,提供良好流平性的同时,不会产生雾影也不降低表面硬度,有时还会提高表面硬度。

      3、氟碳化合物类流平剂。氟碳化合物类流平剂的价格较高,一般在丙烯酸流平剂和有机硅流平剂难以发挥作用的时候使用,也存在稳定泡沫、影响层间附着力的倾向。


二、流平剂的应用及选择

       对于一个确定的配方体系,应根据配方的性质和希望流平剂所达到的性能来择合适的流平剂品种。确定水性配方时,常常先选择润湿剂,再选择流平剂。有的助剂既可以起到润湿剂,也可以起到流平剂的作用;不要大量使用强烈降低表面张力的润湿剂,满足润湿性能就可,它会使涂膜流平时间延长。

       1、溶剂性涂料体系。

       在底漆和中层漆配方中,通常采用丙烯酸流平剂。如果需脱气性和底材润湿性,宜选择中等分子量或高分子量丙烯酸流平剂。在底漆中,如果需要更强的底材润湿性,可考虑选用能显著降低表面张力的有机硅流平剂和改性丙烯酸流平剂,如氟改性丙烯酸流平剂和磷酸酯改性丙烯酸流平剂。如果有机硅流平剂和氟改性丙烯酸流平剂出现稳泡、影响层间附着力等副作用,应采用磷酸酯改性丙烯酸流平剂。

       在面漆和透明漆配方中对漆膜外观要求相对较高,一般可选用低分子量丙烯酸流平剂,这样将获得良好的流平性,在漆膜中不易产生雾影。在交联固化型体系,选用含反应性官能团的丙烯酸流平剂常常获得更好的流平性,同时提高漆膜的物理化学性能。如果需要漆膜具有更好的流动性或需要滑爽性和抗刮伤性,有机硅流平剂是必需的,这种情况下*好是有机硅流平剂和丙烯酸流平剂配伍使用。应当指出的是,在垂直面施工时,丙烯酸流平剂提供流平性能的同时,可有效降低涂层的流挂倾向。在金属闪光漆配方中应慎用有机硅流平剂,因为可能导致片状铝颜料的不均匀排列而出现漆膜颜色不均。

       2、 水性涂料体系。

       水性涂料体系分为水溶性体系和乳胶体系。在水溶性体系中需要强烈降低体系的表面张力,*常用的是有机硅流平剂和氟碳化合物类流平剂。当然如果需要高度平整的表面,使用水性丙烯酸流平剂是必需的,流平剂BETTERSOL 3001就是此类流平剂;而对于乳胶体系,成膜机理则完全不同,粘度也不随溶剂的挥发而改变。配方中采用流平剂会提高涂料的底材润湿性,丙烯酸流平剂也可以提高漆膜平整度,但涂料的主要流动性能,更多的是通过添加流变控制剂来进行控制和调整。‍

       3、粉末涂料体系。

       粉末涂料的流平过程分为两个阶段。第一个阶段是粉末粒子的熔化,第二个阶段粉末粒子熔化后流动成为平整的漆膜。粉末涂料不含溶剂,在成膜过程不会产生表面张力梯度,流平更多的是与底材润湿有关,粉末涂料常采用丙烯酸流平剂。如果流平剂呈液态,一般要预先制成母料才能使用。也有制成粉体的丙烯酸流平剂,专门用于粉末涂料,这类产品是将液态的丙烯酸流平剂吸附在二氧化硅粉体上,一些低档流平剂用碳酸钙吸附。如果粉末涂料需要滑爽性抗挂伤性,就要采用有机硅流平剂,已有制成粉体的专门用于粉末涂料的有机硅流平剂。使用有机硅流平剂要留意避免形成缩孔。