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硅油流平剂的流平原理及作用机理

发布日期:2021/6/17 9:18:28

  一、流平剂的定义
  流平剂是一种常用的涂料添加剂,能促进涂料在干燥过程中形成平整、光滑、均匀的涂膜。不同种类的涂料有不同的流平剂。
  二、流平的作用原理
  作为流平剂,一般需要满足以下两点:
  1.与系统有一定的兼容性。
  2.表面张力应低于系统。
  这两个因素都会影响流平剂的迁移。流平剂只有自发迁移到漆膜表面才能称为流平。迁移原理也适用于其他添加剂的迁移。
  迁移原理
  流平剂的迁移取向遵循物理学上的“能量低”原则,即从能量高的地方自发流向能量低的地方。当涂料施涂到基材表面时,形成两个界面,即“基材-漆膜界面”和“漆膜-空气界面”。
  所以系统总能量=(基材表面张力-漆膜表面张力)+(漆膜表面张力-空气表面张力)。
  当体系中加入流平剂时,如果流平剂迁移到“漆膜-空气界面”,那么体系的总能量=(基材表面张力-漆膜表面张力)+(流平剂表面张力-空气表面张力),由于流平剂表面张力,
  但如果流平剂迁移到“基材-漆膜界面”,系统总能量=(基材表面张力-流平剂表面张力)+(漆膜表面张力-空气表面张力),由于流平剂表面张力,
  当然,从分子运动理论的角度来看,在体系中加入流平剂时,由于分子的不规则运动,会有一些流平剂分子向“基底-漆膜界面”移动,但这部分流平剂的量很小,相对于加入总量来说可以忽略不计。
  三、有机硅油流平剂的原理
  有机硅油流平剂的结构主要是聚醚改性硅油,其结构式可由下式表示:
  —(二氧化硅(CH3)2)m—(二氧化硅(CH2CH 3)x(CH2CH 3)y)Nr
  m段代表硅油的未改性部分,属于相容性有限的段;n段为修改部分,属于兼容段。x为聚醚改性链段中的聚氧化乙烯部分;y为聚醚基团中的聚环氧丙烷部分;m、n、x、y四个值决定了流平剂的性能。
  1.相容性:有机硅流平剂的相容性主要取决于m/n值,m/n值越小(即不相容段含量越低),相容性越好。当m/n值固定时,x/y值越大,兼容性越好。这是因为聚环氧乙烷的相容性超过了聚环氧丙烷。
  2.手感:在xy值固定的情况下,有机硅流平剂的手感也主要取决于m/n值,M/N值越大,手感越好;当m/n相同时,m的值越大,手感越好;从这一点可以看出,对于有机硅流平剂来说,追求良好的相容性和良好的手感往往是矛盾的。为了两者兼顾,通常只能在小范围内选择m/n。
  3.流平能力:m、n、x、y对流平效果的影响比较复杂。一般来说,m/n值在1-2之间时,流平效果更好。对于固定的m/n值,x+y值越大,流平效果越好。
  4.气泡稳定性:一般来说,在X和Y的正常值下,m/n>3或m/n<1/4可以得到基本不稳定气泡的效果。一般来说,当硅含量很高或很低时,得到的流平剂是不稳定的气泡,但如果做成硅含量高的品种,可以得到极好的手感和不稳定的气泡,但相容性稍差。
  5.可识别性:一般来说,m+n值越大,m/n值越高,越容易具有可识别性。此外,聚醚末端R基团的类型也会影响可重复使用性。
  6.消光粉的取向能力:根据实验,消光粉的取向能力受m/n值和m值的影响较大,m值越大,消光粉的取向能力越好。
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