第一節(jié) 流平劑的簡介
流平劑是一種常用的涂料助劑，它能促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。能有效降低涂飾液表面張力，提高其流平性和均勻性的一類物質(zhì)。可改善涂飾液的滲透性，能減少刷涂時產(chǎn)生斑點和斑痕的可能性，增加覆蓋性，使成膜均勻、自然。主要是表面活性劑，有機溶劑等。流平劑種類很多， 不同涂料所用的流平劑種類也不盡相同。在溶劑型涂飾劑中可用高沸點溶劑或丁基纖維素。在水基型涂飾劑中則用表面活性劑或聚丙烯酸、羧甲基纖維素等 。（可行性 研究 報告）
第二節(jié) 流平劑的用途
涂料的主要功能是裝飾和防護，如果出現(xiàn)流動和流平缺陷，不僅影響外觀，同時也有損防護功能。如形成縮孔造成漆膜厚度不夠、形成針孔會導致漆膜的不連續(xù)性，這些都會降低漆膜的防護性。涂料在施工和成膜過程中，會發(fā)生一些物理、化學變化，這些變化及涂料本身的性質(zhì)，將顯著影響涂料的流動和流平。
涂料施工后，會出現(xiàn)新的界面，一般情況下為涂料與底材之間的液/固界面和涂料與空氣之間的液/氣界面。如果涂料與底材之間的液/固界面的界面張力高于底材的臨界表面張力，涂料就無法在底材上鋪展，自然就會產(chǎn)生魚眼、縮孔等流平缺陷。
漆膜干燥過程中溶劑的揮發(fā)會導致在漆膜表面與內(nèi)部之間產(chǎn)生溫度、密度和表面張力差，這些差異進而導致產(chǎn)生漆膜內(nèi)部的湍流運動，形成所謂Benard旋渦。Benard旋渦會導致產(chǎn)生桔皮；在含不止一種顏料的體系，如果顏料粒子的運動性存在一定差異，Benard旋渦還很可能導致浮色和發(fā)花，垂直面施工會導致絲紋。
漆膜的干燥過程中有時會產(chǎn)生一些不溶性的膠粒，不溶性膠粒的產(chǎn)生會導致形成表面張力梯度，在漆膜中經(jīng)常導致縮孔的產(chǎn)生。例如，在交聯(lián)固化型體系中，配方含有不止一種樹脂，在漆膜的干燥過程中，隨著溶劑的揮發(fā)，溶解性較差的樹脂就可能形成不溶性膠粒。另外，在含有表面活性劑的配方中，如果表面活性劑與體系不相容，或在干燥過程中隨著溶劑的揮發(fā)，其濃度發(fā)生變化導致溶解性發(fā)生變化，形成不相容的液滴，也會形成表面張力差。這些都可能會導致縮孔的產(chǎn)生。
涂料在施工和成膜過程中，如果存在外界的污染物，也可能會導致縮孔、魚眼等流平缺陷。這些污染物通常是來自空氣、施工工具和底材的油污、塵埃、漆霧、水汽等。
涂料本身的性質(zhì)，如施工粘度、干燥時間等，也會對漆膜的最終流平產(chǎn)生顯著影響。過高的施工粘度和過短的干燥時間，通常會產(chǎn)生流平不良的表面。
因此，必須通過添加流平劑，通過對涂料在施工和成膜過程中發(fā)生一些變化及涂料性質(zhì)進行調(diào)整，幫助涂料獲得一個良好的流平。
第三節(jié) 流平劑的種類
有機硅型
硅油
通常使用的硅油有聚二甲基硅氧烷和聚甲基苯基硅氧烷。涂料、油墨中應用的是聚二甲基硅氧烷。聚甲基苯基硅氧烷雖然相容性好，但不具備表面狀態(tài)控制能力，所以在流平劑中基本不使用，多用于耐高溫方面。
聚二甲基硅氧烷
雖然具備良好的表面狀態(tài)控制能力，但有許多缺點，相容性不好，會影響涂膜的光澤，還會經(jīng)常出現(xiàn)縮孔、層間附著力問題等。聚二甲基硅氧烷分子量不同，其相容性和用途也不同。有機改性聚二甲基硅氧烷與硅油相比有明顯的優(yōu)越性，既保留了硅氧烷的優(yōu)點，又用改性物克服了它的缺點，發(fā)揮了許多特殊功能效應。改性硅氧烷的性能及用途，關鍵是硅氧烷的分子量、類型、改性化合物的類別及在分子中的位置，改性的途徑是很多的。
聚醚聚酯改性有機硅氧烷
屬于梳狀結(jié)構(gòu)的有機聚硅氧烷。 n+m約為50-250，分子量控制在1000-150000之間。其相容性是依靠聚醚和聚酯來調(diào)整的，鏈越長相容性越好。這類中聚醚改性的最多，通常使用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷。隨乙氧基含量的增加，其與水的相容性也隨之提高，因此也完全可以合成水溶性的硅氧烷類的流平劑。環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷可以單獨使用，也可以混合使用，用其來控制親水、親油性。如果同時含有乙氧基和丙氧基，就制成了水油兩用的硅氧烷類的流平劑，例如：摩能化工的1080、1090系列產(chǎn)品。
分子量越大，其表面狀態(tài)控制能力就越強，增滑性、抗粘連性就越好，例如：摩能化工的1070、1071系列產(chǎn)品。
改性用的聚酯或聚醚與硅氧烷聯(lián)結(jié)有兩種方法：一種硅氧鍵；另一種是硅碳鏈，一般來講，前者的熱穩(wěn)定性和耐水性不如后者好。
用聚醚、聚酯改性硅氧烷與樹脂的相容性得到了很大的改善，降低表面張力，控制表面流動的能力、增滑性、抗縮孔、抗粘連的效果也都很好，個別產(chǎn)品還有層間附著力問題。尤其是聚醚改性的聚硅氧烷，熱穩(wěn)定性不好，容易穩(wěn)泡。在應用時一定要注意這些產(chǎn)品的負面影響。
烷基改性有機硅氧烷
前面提到了聚醚改性的聚硅氧烷有些不足之處；烷基改性的聚硅氧烷恰恰具備了這些方面的優(yōu)點。
這一系列聚硅氧烷產(chǎn)品也屬于梳狀結(jié)構(gòu)。這類產(chǎn)品的分子量比較小，在10000左右， n+m約為30-50.用烷基改性的目的主要為了提高熱穩(wěn)定性、相容性和不穩(wěn)泡性，甚至有消泡功能。但隨改性烷基鏈的增長，其降低表面張力的能力也隨之下降。
一般碳鏈控制在C1-C14之間，所以分子量不太大。
上面介紹了聚二甲基硅氧烷的三種改性方法，改性方法不同，改性劑的用量和結(jié)構(gòu)不同，其產(chǎn)品的性能也不同，三種不同改性方法生產(chǎn)的流平劑，其耐熱性也截然不同。摩能化工的1060有機硅改性聚硅氧烷具有很好的耐熱性，耐熱溫度200-220℃的溫度范圍內(nèi)使用。
端基改性有機硅
賦予優(yōu)異滑爽性的端基改性有機硅 為了賦予涂膜良好的滑爽性，摩能化工推出了一些終端改性的有機硅。
反應型的流平劑
在輻射固化的涂料、油墨體系中，存在基材潤濕不良、不夠滑爽、易刮傷、流平性差的缺陷。針對這些問題，摩能化工公司提供了一系列的反應性的有機改性聚硅氧烷丙烯酸型流平劑，有摩能化工的1073、1074等產(chǎn)品，前者相容性好，滑爽性差。后者相容差，滑爽性好。
由結(jié)構(gòu)式中可見改性的有機物是丙烯酸酯，用其調(diào)整它的流動性和相容性，她的滑爽性是由硅氧烷來決定的。丙烯酸基團的雙鍵可以參加游離基的聚合反應，與樹脂一起形成涂膜牢固的錨定在涂膜的表面上。
丙烯酸酯型
產(chǎn)品介紹
樹脂型的表面流動控制劑，多數(shù)是線型樹脂聚合物，主要有丙烯酸樹脂，脲醛樹脂及三聚氰胺甲醛樹脂。在通用體系中這些樹脂的相容性是受限的，它們會積聚至表面形成一層新的樹脂膜成，使涂膜的表面張力趨于平衡，但它們不會降低表面張力，所以不影響涂料的流動，多被稱為流動促進劑。這類流平劑中丙烯酸樹脂為主體。
丙烯酸酯類流平劑不僅可以促進涂膜的流動和流平，還不會影響涂膜的層間附著力，并且還有消泡的作用。
流平原理
丙烯酸酯類流平劑的相容性是其控制涂膜表面狀態(tài)能力的一項重要指標。相容性太好，溶在涂膜中，不會在涂膜表面形成新的界面，提供不了流平作用；相容性太差，不可能均勻的分布在涂膜表面，會相互聚集在一起，容易產(chǎn)生縮孔狀的缺陷。會使涂膜光澤下降，產(chǎn)生霧影等不良的副作用。只有理想的受控相容性，才會在涂膜表面形成新的界面層，起到流平的作用。
產(chǎn)品分類
丙烯酸酯類流平劑的受控性是通過改變分子量和極性來實現(xiàn)的。均聚物的相容性就不如共聚物的好，如均聚的丙烯酸通常與環(huán)氧、聚酯、聚氨酯等涂料所用的樹脂相容性較差，若將其以物理方法混合則將形成表面狀態(tài)不良的無光涂膜，所以丙烯酸均聚物不太適合作流平劑。理想的流平劑多采用共聚物，可以是三元共聚物，也可以是改性共聚物，只有共聚物才能通過不同的單體改變聚合物的極性合玻璃花溫度。
通常丙烯酸酯類流平劑的數(shù)均分子量被控制在6000-20000之間，分子量分布比較窄，玻璃花溫度控制在-20℃以下，表面張力25-26mN/m以下。這種相容性受限的丙烯酸共聚物被認為是良好的流平劑。
丙烯酸酯類流平劑可以是均聚物，也可以是共聚物；可以是線型結(jié)構(gòu)的，也可以是帶支鏈的；也可以是無規(guī)共聚的，也可以是嵌段共聚的。
第四節(jié) 流平劑的應用范圍
對于一個確定的配方體系，應根據(jù)配方的性質(zhì)和希望流平劑所達到的性能，來選擇合適的流平劑品種。
1、溶劑性涂料體系
在底漆和中層漆配方中，通常采用丙烯酸流平劑。如果需要脫氣性和底材潤濕性，宜選
擇中等分子量或高分子量丙烯酸流平劑。在底漆中，如果需要更強的底材潤濕性，可考慮選用能顯著降低表面張力的有機硅流平劑和改性丙烯酸流平劑（如氟改性丙烯酸流平劑和磷酸酯改性丙烯酸流平劑），如果有機硅流平劑和氟改性丙烯酸流平劑出現(xiàn)穩(wěn)泡、影響層間附著力等副作用，應采用磷酸酯改性丙烯酸流平劑。
在面漆和透明漆配方中，對漆膜外觀要求相對較高，一般可選用低分子量丙烯酸流平劑，這樣將獲得良好的流平性，在漆膜中也不易產(chǎn)生霧影。在交聯(lián)固化型體系，選用含反應性官能團的丙烯酸流平劑常常獲得更好的流平性，同時提高漆膜的物理化學性能。如果需要漆膜具有更好的流動性或需要滑爽性和抗刮傷性，有機硅流平劑是必需的，這種情況下最好是有機硅流平劑和丙烯酸流平劑配伍使用。
應當指出的是，在垂直面施工時，有機硅流平劑提供流平性能的同時，可有效降低涂層的流掛傾向。另外，在金屬閃光漆配方中，應慎用有機硅流平劑，因為可能導致片狀鋁顏料的不均勻排列而出現(xiàn)漆膜顏色不均。
2、粉末涂料體系
粉末涂料的流平過程分為兩個階段。第一個階段是粉末粒子的熔化，第二個階段粉末粒子熔化后流動成為平整的漆膜。粉末涂料不含溶劑，在成膜過程不會產(chǎn)生表面張力梯度，流平更多的是與底材潤濕有關。
粉末涂料常采用丙烯酸流平劑。如果流平劑呈液態(tài)，一般要預先制成母料才能使用。也有制成粉體的丙烯酸流平劑，專門用于粉末涂料，這類產(chǎn)品是將液態(tài)的丙烯酸流平劑吸附在二氧化硅粉體上，一些低檔流平劑用碳酸鈣吸附。
如果粉末涂料需要滑爽性和抗掛傷性，就要采用有機硅流平劑，已有制成粉體的專門用于粉末涂料的有機硅流平劑。使用有機硅流平劑要留意避免形成縮孔。
3、水性涂料體系
水性涂料體系分為水溶性體系和乳膠體系。
在水溶性體系中，需要強烈降低體系的表面張力，最常用的是有機硅流平劑和氟碳化合
物類流平劑，所起作用與它們應用于溶劑型涂料體系相同。當然如果需要真正平整的表面，用于水性體系的丙烯酸流平劑是必需的。
而對于乳膠體系，成膜機理則完全不同，粘度也不隨溶劑的揮發(fā)而改變。配方中采用流平劑會可能提高涂料的底材潤濕性，丙烯酸流平劑可以提高漆膜平整度，但涂料的主要流動性能，更多的是通過添加流變控制劑來進行控制和調(diào)整。
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