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              涂料 | 涂料體系中的界面原理(四)縮孔和橘皮的形成及解決方法

              文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/8/9     瀏覽次數:    


              濕膜從涂布到失去有效的流動性(包括烘烤中因溫度的提高而重新獲得的流動圖形)為止,進行著展布和流平。這展布和流平如前已述及的,是由表面張力的推動的,包括由表層區間的表面張力差所引起的表層流動,這種表層流動在某些情況下,不利于完整的流平而形成了漆膜弊病。

               

              這種由表面張力引起的漆膜弊病包括縮孔、橘皮、浮色、厚邊等,本文就縮孔和橘皮作簡單介紹。

               

              01 回縮和縮孔


              如果我們把表面張力比較大的涂料涂布到一個表面張力相對較小的底材上,那么涂料不會潤濕底材,在涂布時的機械力可能把涂料涂布到底材表面,但因為表面未潤濕,表面張力有傾向將液態的涂料拉回成球形粒子。同時溶劑在揮發,體系粘度在增加,因此涂料在拉成球形粒子之前,粘度已增大到足以使流動基本停止。這就造成一層不均勻的膜,有些區域僅一點點厚(如果有膜的話),而相鄰的地方異常的厚,這種行為通常稱為“回縮”。

               

              “縮孔”是指在涂料表面產生小而圓的疵點,看上去就像火山口??s孔是由于涂料內部或剛施工后涂膜濕表面粘上低表面張力的污染顆粒所造成的。一些表面張力小的物質溶解在臨近的涂膜表面中造成局部的表面張力的差異,由于“馬蘭戈尼”表面流動效應,這表面張力小的涂膜部分的流離顆粒試圖覆蓋周圍表面張力大的涂膜。當流動產生,溶劑揮發,表面張力差異增大,于是流動得以繼續。但是隨著溶劑的揮發,粘度上升阻礙了流動,形成了凹坑周圍有高峰特征的縮孔。通常,我們可以在縮孔中央看到被污染的顆粒。


              縮孔的形成有涂料本身的問題和基材清潔的問題。由于涂料本身有低表面張力液滴的存在、或被涂飾表面因污染存在有低表面張力區,造成表面張力的不均勻,涂料在表面張力差的作用下,由低表面張力處流向高表面張力處,結果形成一個個中心凹陷的孔洞——縮孔。我們將表面張力的不均勻歸為縮孔形成的內因。其實涂料本身的一些性質,如涂料粘度、觸變性、涂料干燥速度以及涂膜厚度等,能加劇或減弱涂料流體的流動能力,從而會加劇或減弱縮孔的程度,我們將這些因素歸為縮孔的外因。內因是縮孔的必然條件,外因可以適當控制或加劇縮孔的程度。

               

              防止縮孔,對涂料而言是提高抗縮孔性,對底材而言是通過表面處理來降低潤濕張力,提高涂料的抗縮孔性主要是降低成膜物的表面張力。含有表面活性劑分子的涂料也會發生回縮,因為這些分子在極性非常強的底材表面上會迅速定向。在這種情況下,即使涂料的表面張力比底材小,然而當表面活性劑在底材表面定向后,涂料的表面張力仍會比底材的大。這種現象的產生是因為表面活性劑中的極性基團的一端在底材表面締合后,涂布的涂料必須潤濕的是非極性一端所形成的表面。

               

              消泡劑的選擇不當也會導致縮孔現象。消泡劑的表面張力小于消泡液體的表面張力,在消泡體系中溶解度盡量小,有良好的分散性。不能與體系中其它物質反應,不影響顏填料及乳液的穩定性,有很強的擴散能力,不能影響涂料的性能。消泡劑與體系的相容性過于不好,以及消泡劑在體系中分散不良,以大液滴的形式存在于涂料體系中,或者涂料在兌水稀釋施工中,消泡劑以液滴形式分離出來,這些消泡劑液滴以及液滴周圍表面張力小,涂料從低表面張力往高表面張力處擴散,導致液滴周圍的涂層厚于液滴處下方涂層,涂膜表面形成大大小小的凹坑。

               

              消泡劑用法或用量不當,還會導致涂膜橘皮嚴重,涂膜光澤下降。放大鏡下縮孔為純油珠者多屬于消泡劑與體系相容性差或分散不良引起,放大鏡下縮孔中心是油粉混合體,油的表面或中心夾有粉末顆?!臀?,這個低表面張力的油粉混合體就是引起縮孔的根本原因。

               

              低粘度涂料流平越好,在表面張力差的驅動下,涂料快速由低表面張力處流向高表面張力處,也就是說縮孔形成的阻力更小。


              02 桔皮


              濕膜由于底材的幾何形狀和氣流的影響,導致敬意的溶劑揮發速度有所不同,從而引起了濕膜中局部組成和溫度的差異,即導致了表面張力的差異而出現了表層流動,這表層流動為了使整個表面的表面張力的均一化,使總表面能趨向最小,也就是使濕膜的表面趨向平整。但如果在此之前,濕膜已失去有效的流動性,那么漆膜上就留下了這些表層流動的痕跡,這痕跡就是桔皮。涂膜橘皮會降低涂膜光澤、影響豐滿度。

               

              涂膜出現橘皮的原因引發此種現象的原因較多,是表面張力變化引起的涂膜弊病之一,其發生的原因是:在涂膜干燥時,隨著溶劑的蒸發,濕涂膜表面濃度(固體)不斷升高,溫度下降,表面張力升高。這時濕涂膜的表層與底層的表面張力不同,于是產生一種很大的推動力,使涂料從底層向上層運動,這種運動導致局部渦流,形成貝納德漩渦流原點有如火山口向外噴發出下層涂料,這些表面張力低的涂料向周圍表面張力高,于是形成隆起部位。并使濕膜形成規則的六角形,其中心與邊緣顏料濃度有所不同。流平性不好,漆膜干燥后就會留下凹凸不平的橘皮缺陷。

               

              除表面張力因素外,還有如噴槍的距離不當、溶劑與涂料的配比不合適、涂料霧化不好等均可引發橘皮缺陷的產生。這是由于霧化的小液滴需經過較長的距離,溶劑已揮發了較多后才能到達被涂面上,這時小液滴的固體化程度很高,表面張力也變得較大,降低了向濕涂膜的鋪展能,而濕涂膜周圍的涂料便自動向小液滴鋪展,于是這些小液滴就變成了髙坡而形成了干膜的橘皮。

               

              總結來說,涂膜出現橘皮現象的主要原因:

              1.環境原因:溫度太高,作業環境有風,且風速過大。

              2.底材原因:被涂物表面不平整,影響涂料流平性。

              3.施工原因:噴涂距離太遠,空氣壓力不足,涂料霧化不好;噴槍口徑小,涂料粘度高;空氣壓力過大,噴涂距離太近;底、面漆不配套,固化劑加入過多;噴涂量不夠。

              4.產品原因:稀釋劑揮發多快。

               

              橘皮現象的解決方法:

              1.注意施工環境,避免在陽光的高溫、有風的天氣施工。

              2.保證被涂物表面平整。

              3.調整好噴涂距離,空氣壓力及霧化效果適宜。

              4.添加流變改性劑或流平劑,調整涂料流變性,延長涂膜流平時間,使其有良好的流平性。

              5.添加高LHB值的潤濕劑,降低聚合物與顏填料之間的界面力,提高涂料流平性。

              6.選擇配套底面漆,正確配比。

              7.封閉好基材,減少涂料中水分和基料的滲透,使干燥變的緩慢而均勻。。

              8.合理選用稀釋劑。


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