高性能助剂

涂料和油墨中的流平剂起什么作用?

流平剂是调节湿膜表面张力的助剂,让涂料和油墨在干燥成膜前流动平整,消除橘皮、刷痕、缩孔和发花,并提高光泽。它的用量很小,类型和用量选得对不对,直接决定漆膜外观和重涂性能。

涂料和油墨中的流平剂起什么作用?

一家涂料厂为家具厂供应高光聚氨酯清面漆。家具厂新上了一条喷涂线,换了一批底漆,第一周就有大批柜门板返工:漆面像橘子皮一样起伏,局部出现圆形的缩孔,灯光下一眼就能看出来。涂料厂的技术员赶到现场,在面漆里补加了流平剂,橘皮和缩孔减轻了。两周后新的投诉又来了:打磨修补后再喷的面漆附着不牢,划格测试成片脱落。同一个助剂,加少了表面不平,加多了层间附着出问题,而第一次选型时,没有人认真看过它的类型和用量。

涂料和油墨中的流平剂起什么作用?流平剂是调节湿膜表面张力的助剂,让涂料和油墨在干燥成膜前流动平整,消除橘皮、刷痕、缩孔和发花,并提高光泽。它的用量很小,类型和用量选得对不对,直接决定漆膜外观和重涂性能。

涂料和油墨施工到基材上以后,湿膜表面布满了起伏:喷涂会留下雾化液滴形成的凹凸,辊涂和刷涂留下纹路,印刷留下网点和刮刀的痕迹。干燥之前,湿膜需要依靠自身的流动把这些起伏抹平。这段时间很短,溶剂在挥发,粘度在上升,交联在进行,湿膜一旦失去流动性,当时的表面形态就被固定下来。推动湿膜流平的主要力量是表面张力。表面张力总是让液体表面趋向最小面积,也就是趋向平整;阻碍流平的是粘度。流平的快慢取决于表面张力、粘度、湿膜厚度和起伏的间距:膜越厚、粘度越低、起伏越细密,流平越快;间距较宽、起伏平缓的纹理最难消除,橘皮就属于这一类。比表面张力高低更关键的,是它在整个湿膜上是否均匀。溶剂挥发时,表面各处的溶剂比例和温度都在变化,表面张力出现差异,液体会从表面张力低的地方被拉向表面张力高的地方。这种流动在湿膜里形成贝纳德漩涡,带着颜料分离,表现为发花和浮色。落在湿膜上的油污、灰尘、硅油,以及底材上的污染点,表面张力都很低,周围的涂料被向外拉开,留下中间凹陷的缩孔。

这里有一个看似矛盾的地方:表面张力是流平的动力,很多流平剂却会降低表面张力。答案在于均匀。流平剂会迁移到湿膜表面,形成一层分布均匀的分子层,把局部的表面张力差异压平,同时把整体表面张力降到低于底材和污染物的水平,让湿膜能够铺展开来。表面张力趋于一致以后,驱动贝纳德漩涡的力量减弱,发花和浮色减轻;污染点失去了拉开周围涂料的能力,缩孔随之减少。涂料和油墨的表面张力低于基材的表面能,才能在基材上铺展开。塑料薄膜、带油的金属和低表面能的底漆,最容易出现收缩、露底和针孔。能降低表面张力的流平剂可以帮助湿膜铺满基材。

有机硅类流平剂在干膜表面富集,带来滑爽手感和抗划伤、抗粘连效果的同时,也让表面能降低,下一道涂层或修补涂层很难润湿和附着,出现层间剥离,甚至在重涂层上形成新的缩孔。家具涂装、汽车修补和需要打磨返修的工业涂装对这一点最敏感,开头那家涂料厂遇到的就是这个问题。在油墨中,过量的有机硅流平剂会影响印后加工:后一色油墨在前一色上铺不开,复合膜的剥离强度下降,印品表面过滑,胶粘剂和烫印箔附着不牢。软包装油墨尤其要控制这类助剂的用量。

按化学组成,常用的流平剂主要分为改性聚硅氧烷和丙烯酸酯共聚物两大类。我们的科美特(Chemtech)流平剂 10xx 系列和 6710 覆盖了这两类。改性聚硅氧烷降低表面张力的能力强,对缩孔、底材润湿和表面滑爽的改善明显。改性基团决定了它的性格:聚醚改性的品种降低表面张力最明显,适合需要强润湿的体系,但部分品种有稳泡倾向,会让气泡难以消除;聚酯改性的品种耐热性更好,适合烘烤漆;芳烷基改性的品种和树脂的相容性好,对重涂性的影响相对较小。带有反应基团的品种能在固化时接入漆膜,减少向表面的迁移。丙烯酸酯类流平剂对表面张力的影响较小,主要通过在表面形成均匀的一层来改善长波流平、消除橘皮,同时有助于脱气。它不含硅,对重涂性和层间附着的影响很小,适合需要多道涂装和打磨返修的体系。它的短板是对缩孔的控制弱于有机硅,和树脂相容性不好时也会引起发雾。

选型先看体系:水性、溶剂型还是 UV 固化,树脂是什么,施工方式是喷涂、辊涂、淋涂还是印刷,后面是否需要重涂、打磨返修、复合或烫印。然后看要解决的问题是橘皮、缩孔、发花还是底材润湿不良,不同的问题对应不同的类型。用量要靠测试来定。在实际基材上按实际施工方式制板,观察橘皮、缩孔和发花,测光泽和鲜映性;用划格法检查重涂附着力;油墨还要做叠印、复合和剥离强度测试。从低用量开始逐级增加,找到外观达标、重涂性不受影响的范围。流平剂也有它的边界,溶剂配比和树脂选择上的问题,它补不了。我们的科美特涂料助剂资料为每个牌号标明化学组成、固含量、有机硅含量、反应基团和适用体系,并列出对标的常用型号;资料里还按木器漆、汽车及修补漆、工业烘烤漆和塑料漆、地坪漆给出了选型指南。

流平剂和润湿分散剂有什么区别?两者作用的位置不同。润湿分散剂作用在颜料表面,帮助颜料被润湿、打开并保持稳定;流平剂作用在湿膜和空气的界面上,调节表面张力,改善外观;基材润湿剂作用在湿膜和基材的界面上,和流平剂有部分重叠。一个配方里通常三类都需要。已经出现缩孔,多加流平剂就能解决吗?要先找到缩孔的来源。如果来自底材、压缩空气或环境中的油污和硅油污染,加强清洁和过滤比加助剂更有效;如果来自配方里不相容的组分,要调整配方。原因明确之后,适量补加有机硅流平剂可以缓解,同时要测试重涂附着力,避免把问题转移到下一道工序。水性涂料和溶剂型涂料可以用同一种流平剂吗?部分牌号可以兼用,更多的品种只适合其中一种体系。水性体系的表面张力高,对底材润湿的要求更高。选型时要看牌号标明的适用体系,并在实际配方中测试。

洪大集团自 1992 年起在宁波生产和出口化学品,产品销往三十多个国家。我们的科美特(Chemtech)涂料助剂涵盖分散剂、流平剂、消泡剂、流变助剂、基材润湿剂和漆膜性能改良剂,适用于水性、溶剂型和 UV 体系。如果你的涂料或油墨正在遇到橘皮、缩孔、发花或重涂附着问题,欢迎把体系、施工方式和现在使用的牌号告诉我们,我们一起确定流平剂的类型和试用量。了解更多合作方式,请访问 hongda-chem.com,点击"Become a strategic partner"。

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