有机硅流平剂与丙烯酸流平剂

有机硅流平剂与丙烯酸流平剂

一、基本概念：流动和流平

广泛使用的¡流动和流平¡术语是两种完全不同的现象，它们由不同的化学结构所影响。有机硅氧烷类产品提供流动控制，而丙烯酸类产品提高流平性。

流动 ( 由聚硅氧烷机构提供) 流平 (由丙烯酸结构提供)

是避免界面张力问题和¡表面纹理¡干扰

A ¨在多个界面控制界面张力

1.底材

2.漆膜表面

3.漆膜界面（在多涂层体系）

B ¨避免产生湍流（包括涂层内部的涡流和流动；局部颜料间的流动和流变学流动）使获得最小的表面积成为可能

A ¨较高的表面张力

B ¨气液界面平衡表面张力

C ¨避免¡表面波纹¡

由这些基本的概念开始，我们可以分析两类化学结构所具有的与它们所能解决涂料缺陷相关的不同用途。

二、聚硅氧烷结构

在这个总名称下有许多不同的结构，这些结构来自聚二甲基硅氧烷（硅油）。目前应用的大多数聚硅氧烷是经¡有机改性¡的，有机改性是在硅链上接上有机侧链，以使聚合物具有更好的相容性，并且不带来副作用。

这类产品的效果与聚硅烷的三个基本特性紧密相关：

∙降低表面张力

∙提高滑爽性

∙可控的不相容性

降低表面张力

由于具有表面活性，聚硅氧烷会在表面聚集。聚硅氧烷的最重要特性之一是降低涂料表面张力的能力。化学结构不同，降低表面张力的程度也不同，用拉环法可以很容易测定表面张力的降低程度强烈的表面活性和降低表面张力的作用在许多情况下是有帮助的。

B¨nard 旋涡和丝纹

溶剂的挥发将较低密度、较低粘度的介质从漆膜深层带至表面。随着介质向外铺展、溶剂挥发、介质变得更粘稠，从而获得较高的密度，因而会下沉到富含溶剂的涂层底部。颜料会在涡流运动中被带动。随着涂层的干燥和变得更粘稠，运动逐渐停止。在水平面这种运动形成的表面结构叫做B¨nard旋涡，但在垂直面上旋涡会变形，产生叫做丝纹的表面缺陷。

聚硅氧烷由于其活性会定向于气液界面形成单分子层，避免出现不同表面张力区域，有效阻止表面区域的运动，从而不会形成B¨nard旋涡。

B¨nard 旋涡丝纹

对热气流的敏感性

典型地在家具涂装过程中，当通过热空气对涂层进行加速干燥、涂层施工于热的底材上时，经常会出现问题。较高表面张力区域润湿能力下降。当其表面张力增加到超过底材的表面张力时，会发生漆膜的散开（润湿不良）。这种现象可通过加入能强烈降低表面张力的聚硅氧烷来进行控制。

表面滑爽

除了控制表面张力，聚硅氧烷也能提高涂层的滑爽性。滑爽性可通过测量在涂层上拖动一定重量的物体所需要的力来进行测定。

低摩擦系数表明好的滑爽性。

好的滑爽性本身可能是希望获得的特性，就象在家具漆中。希望获得滑爽性的次要原因是好的滑爽性会带来良好的抗刮伤性，提高抗粘连性。滑爽性所带来的另一好处就是被玷污的倾向会更低。

三、丙烯酸结构

丙烯酸结构有两大类：

●丙烯酸均聚物

●丙烯酸共聚物

与聚硅氧烷相比，丙烯酸表面控制剂赋予涂料两个重要的特性，这两个重要的特性可以解释这类产品在获得优异流平的、似镜面表面时的优越性能。

●高表面张力(为了保证适当的底材润湿性，它总是低于底材的表面张力)

●在气液界面平衡表面张力

除此之外，丙烯酸流平剂还具有如下优点：

●在薄涂层中也可获得优异的流平性

●防止气泡稳定化以及空气滞留

●对层间附着力无影响

丙烯酸流平剂和聚硅氧烷流平剂作用的机理都是基于在漆膜中的有限相容性，这种有益的有限相容性使助剂在界面聚集，影响界面张力。

丙烯酸流平剂在解决许多与漆膜外观有关的问题时颇为有效。

桔皮

根据物理原理，涂层的表面部分一定会流向更高表面张力的区域，这种流动受如下几个因素影响：

∙喷涂液体的粘度

∙喷涂条件（气压和气/液比）

∙液体的表面张力

结果就是导致不适当的流平，表现为具明显结构的、有波纹的表面。

丙烯酸流平剂具有平衡表面张力差异的能力，可彻底解决这一难题。

▪鲜映性DOI（distinctness of image）

鲜映性是指涂层的反射特性，与表面流平和漆膜雾影紧密相关。这一性质在汽车漆中显得尤为重要，汽车涂料是通过自动喷枪施工在难施工的表面。在烘炉中烘烤涂料对流平也有不良影响。

丙烯酸流平剂是解决鲜映性问题的最有效的流平剂产品。

低高

▪鬼影（打电报、打磨痕）

当一涂层施工在另外一具有不均衡表面张力的涂层表面时，会出现¡鬼影¡这一特别现象。当第一道涂层含有聚硅氧烷添加剂并由于一些原因必须部分打磨，就会出现这种漆膜缺陷。打磨后，表面会用溶剂清洗。打磨和清洗会全部或部分地将聚硅氧烷从漆膜表面清除，从而形成表面张力差异。

在第一道涂层采用丙烯酸流平剂而不是聚硅氧烷，可防止这种漆膜缺陷。

▪金属闪光漆漆膜出现颜色不均

局部表面张力差异自然会导致片状铝颜料的不均匀排列。聚硅氧烷降低表面张力，但对片状铝颜料的排列有不良影响；丙烯酸流平剂平衡表面张力差异，不会产生副作用。

到现在为止所描述之问题的解决方案与所采用流平剂的化学结构和作用机理紧密相关。化学结构和作用机理清晰地决定着它们的最终用途：

❑当解决方案需要降低表面张力时，聚硅氧烷将获得更好的结果。

❑当解决方案需要很好地平衡表面张力时，丙烯酸流平剂是必需的。