文档介绍：涂料流平机理及流平剂的使用
刘文涛
中南大学土木工程学院土木工程材料研究所，湖南长沙，410075
摘要：湿漆膜的运动可用三个模型进行描述：（1）在底材上的展布流动-接触角模型；（3）由不平整 表面向平整流动的正弦波模型；（2）在垂直料 获得。
由式1-2可知，并不能通过测定一个添加了流平剂后的树脂溶液的表面张力来评价一个流平剂 的好坏。流平剂对*,的影响才具有决定意义，这固然与该流平剂自身的表面张力有关。例如有机*** 具有比有机硅更低的表面张力，一旦这个结构成功地迁移至界面，它会表现出比有机硅更强大的底 材润湿能力。在上述示例中，如果在水里添加了***碳聚合物流平剂，这时的勺就将急剧降低；然而 反观有机硅系的流平剂，不同改性的结构具有非常近似的表面张力值儿，在实际应用中的表现却大 不相同，这就必须通过Fowkes方程来理解：因为有机硅的改性方法不同，导致它在界面介入时的范 德华力七，和偶极力上不同，因此即便流平剂的儿互相之间很接近，仍然在不同的体系表现出不同的 "5］
展布之后，未固化涂料不可避免的会留下刷痕、条痕、皱纹和凹槽，理想地不考虑其它流平性 不良现象，刚刚涂刷完的涂层尚未开始流平的瞬间的横截面放大后可用图3的正弦波模型表示。根 据吉布斯函数判据，界面吉布斯函数有自动减少的趋势。若图示波浪形表面流平则涂料表面积减少， 涂料表面吉布斯函数减少，这一过程在表面张力的作用下是自发的。因此可以确定表面张力是涂料 流平的推动力。在表面张力的作用下，涂料逐渐收缩成最小面积而形成平面的过程叫做流平。
涂料展布后的初期，溶剂挥发较少，体系粘度较低，漆膜较厚，漆膜表面各处的表面张力值较 均匀。此时湿膜截面可用图3所示的边缘曲线为正弦曲线截面模型表示。设平均涂层厚度为（，条痕 幅度为a，控制条痕的线性尺寸为波长A，条痕的破面的周边曲线按正弦波剖面处理，忽略表面张力 梯度的影响。按照这种近似的处理可得流平过程的方程式［7］：
ln£a= 16TT4 xyx3 J dt 1-3
式中：a。为初始幅度；at为经过时间t时的幅度；/为涂层的平均厚度；入波长；y表面张力，dyn/cm； 〃粘度，P； t时间，s；尺寸单位为cm。式1 -3给出了表面张力、粘度、条痕的几何图形以及达到一 定流平度所需的时间等影响的关系。
图3条痕横截面示意图
25°，乳胶漆由于颜料分散湿润剂以及乳化剂的存在，其表面张 力一般在（25〜55）dyn/cm。虽然表面张力在流平中是重要的推动力，但大幅增加涂料的表面张力 是不现实的，其只能视作一常量，另一方面厚度乂和条痕波长入对流平的影响是相当大的，前者为3次 方，后者为4次方。例如，其它值都相等，涂层厚度增加一倍流平时间消减1/8。波长增加一倍流平时间 则增加16倍。
假定流平过程是一个逐步的过程，则可把流平过程设想为条痕幅度以逐步的、连续的、相对很小的部 分进行缩减来考虑流平过程。对每一次部分缩减而言，若把诸平均值作为有关变量的话，式1-3可简化 为下式-Rhodes & Orchad 方程［5］:
（4）X^4 叩
△t = 1-4
226*^3
由式1-4可知当其它值一定时，条幅流平到一定值所需时间与粘度值成正比。粘度值越