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表面张力测试在油漆和涂料行业的应用

 冰雪无疆

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EZ-Pi plus表面张力仪在油漆和涂料行业的应用

 

测量背景

表面活性剂作为助剂已经成为油漆和涂料中不可缺少的重要组成部分,加入极少量就可以大幅提高油漆和涂料涂膜的质量。油漆是当今社会工业生产及日常生活中最常用的原材料之一,它是一种多相表面活性各不相同的分散体,而且是半成品,涂装后形成的稳固漆膜才是油漆的最终状态;影响油漆成膜的因素有很多,油漆组成、外界环境等等,但通常这些影响因素都是通过改变和控制漆膜的表面张力来影响油漆成膜。设计油漆组成的时候,表面张力对漆膜的影响很大,因此应用好表面张力测试技术可以避免出现漆膜缺陷,并且能够改善漆膜质量及外观。应用EZ-Pi plus表面张力仪测试各种油漆的动态表面张力和静态表面张力。

测量目的

油漆成膜过程是一个极其复杂的物理及化学动态过程,受到油漆组成、流变性(粘度)、温度、剂挥发速度、底材等因素的影响,通常这些影响因素都是通过改变和控制漆膜表面张力来影响油漆成膜。在漆膜展布初期,低表面张力对预防缩孔、贝纳德漩涡、浮色发花、桔皮等漆膜缺陷及底材润湿有促进作用。在漆膜固化中后期,高表面张力在漆膜流平、脱泡消泡、丰满度、防雾影等方面起关键作用。因此测试各种油漆的动态表面张力和静态表面张力对于开发性能好的油漆涂料组成起到非常重要的作用。

现实意义

油漆成膜过程中,表面张力在不同界面及不同时期发挥着不同的作用,直接影响着漆膜固化成型结果,因此应用表面张力的测试技术可以很好的设计出高性能的涂料油漆组成,避免研发出的涂料出现漆膜缺陷,改善漆膜质量及外观。

油漆是当今社会工业生产及日常生活中最常用的原材料之一,它是一种多相表面活性各不相同的分散体,而且是半成品,涂装后形成的稳固漆膜才是油漆的最终状态;影响油漆成膜的因素有很多,油漆组成、外界环境等等,但通常这些影响因素都是通过改变和控制漆膜的表面张力来影响油漆成膜。

对油漆成膜过程中,表面张力在不同界面和关键环节所产生的作用及影响进行了分析,给油漆组成设计和表面助剂选型提供了参考意见。油漆成膜过程中的表面张力作用及影响表现为以下四个方面的作用。(1)表面张力对漆膜润湿底材的作用。(2)表面张力对漆膜流平作用。(3)表面张力对漆膜气泡、消泡的作用。(4)表面张力对漆膜外观及重涂的作用。

油漆被刚刚刷涂或喷涂到底材表面时,漆膜对底材的浸润铺展取决于表面张力。根据接触角模型,当油漆的表面张力与界面张力之和比底材临界表面张力高或差距不大时,油漆在底材上铺展困难,对底材润湿不好,油漆附着力降低,并且很容易造成回缩,形成“缩孔”,甚至“成珠”。当油漆的表面张力与界面张力之和远远小于底材临界表面张力时,漆膜能获得良好的润湿铺展。油漆组成中通常会加入基材润湿剂,低分子量的基材润湿剂会迅速迁移至界面,来降低固液界面的动态表面张力,排挤掉漆膜与基材表面的气体空隙,使油漆迅速的铺展到基材表面。解决贝纳德漩涡现象的有效途径是减慢溶剂挥发速度和在油漆体系中加入低表面张力流平剂,以降低表面张力梯度差,避免出现局部对流。油漆湿膜粘度越高,达到流平的时间越长;表面张力越低,流平时间需要的越多,此时的漆膜表面张力成了流平的动力,通常在油漆中加入聚合物型的流平剂增大表面张力,缩短流平时间;但在常规漆膜流平体系里,表面张力范围最多在25~55mN/m之间。表面增滑剂由于特殊的不相容性,可以迅速的迁移至漆膜表面,协助形成平坦致密的润滑层,降低摩擦系数及表面张力,改善涂膜手感,形成疏水表面。

 



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