涂膜收缩理论分析

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涂膜收缩可分为二种情况来分析： 一是从涂布到表干时涂膜的收缩，常会产生镜筐效应和附着力降低等涂膜缺陷。 这主要是由于湿态涂料的表面张力和底材的张力的差异引起的。涂料要在底材上有很好的展布，涂料的表面张力必需小于底材的表面张力，即涂料的表面张力越小，底材的表面张力越大，涂料越易在底材上展开，附着力也越好。 不同的底材表面张力不同通常极性大的底材面张力大如钢铁水泥混凝土、ABS塑料等，涂料在这些表面通常较容易展开，同时有较好的附着力；极性较小的底材如PE、PP等表面张力小在这此表面涂布则较困难附着力也差；不同的涂料干膜表面的表面张力也会不同，因此有些涂料的重涂性不佳，特别性有机硅、有机氟类助剂用量过大时由于它们的表面张力小，且同涂料的相容性通常有限，易浮在涂膜的表面，会引起重涂时收缩和附着力降低等涂膜缺陷底材的粗糙程度也会影响底材的表面张力，底材越粗糙表面张力越大，因此通过打磨提高底材的粗糙度可改善涂料的涂展性和附着力。 不同涂料的表面张力也不同，通常极性较大的环氧、聚氨酯不饱和聚酯等涂料的表面张力较大易产性收缩现象而传统的醇酸酚醛漆则极性相对较小，表面张力较小，湿润流平性较好，不易产性引缩现象溶剂的加入可以大地降低涂料的表面张力在一定程度上提高涂料的流展性能，当然溶剂的溶解度参数必须和涂料相当否则适得其反干燥时间对收缩现象也会产性很大影响表干快的涂料涂膜很快固定没有时间让漆膜收缩因此挥发固化的涂料表干快不易出现收缩现象表干慢的涂料有充足的时间允许涂膜收缩，更容易出现收缩现象。同样的道理同一涂料涂得越厚，表干越慢，收缩会越严重。 颜填料对涂料的收缩可以起到固定作用减少收缩因此同一涂料，PVC越高越不易收缩，清漆最易发生收缩现象。降低涂料的表面张力最常用方法是流平助剂，通常有有机硅流平剂、丙烯酸类流平剂、氟碳改性丙烯酸类流平剂；在高固含、慢干、交联固化的涂料中最常用的是丙烯酸及氟碳改性丙烯酸类流平剂；这些流平剂同涂料有限相溶，在涂膜的表面使表面张力均一化，来提高流平展布性能从而消除收缩现象。 不饱和聚酯涂料，是涂展性能最差的涂料之一，各种不利因素集于一身：表面张力大，几乎是无溶剂涂料（苯乙烯类单体也参与聚合反应，相当环氧漆中的活性稀释剂AGE、BGE等），表干慢涂膜厚，还有后面会提到的涂膜完全固化后的收缩率大等。减少收缩现象可以从以下几个方面想办法： 1、通过打磨提高底材的粗糙度或使用乙烯基磷化底漆（一种使用在金属表面，提高表面粗糙度和附着力很为效的底漆，干膜仅8至10微米） 2、选用流平助剂，最好是氟碳改性丙烯酸。注意与体系的相容性，我不敢保证在你的体系有效，但在无溶剂环氧及其它高极性涂料体系中的确很有效。 3、提高涂料的PVC，即加入适当的颜填料，来减少涂膜的收缩势能。注意：最好选用片状或针状填料如云母粉、滑石粉、硅灰石粉等，因为这些填料的内应力小可提高涂膜的附着力同时可防止涂膜的开裂脱落，特别是高温下更利于失放涂膜的应力；反之，有些颜填料的应力则较大，如钛白、硫酸钡、重钙等，要少用或不用 4、选用合适的硅烷偶联剂也可以提高涂膜的附着力和耐热性能 产生收缩的第二个过程是从表干到完全固化交联固化型涂料在固化过程中由化学键的改变涂膜都会产生一定程度的收缩不同涂料收缩率不同一般环氧固化过程中收缩率较小不到1%，而不饱和树脂的收缩率则较高通常可达3%，这样固化过程中会产生较大的收缩。这种收缩可能在外观上没有什么变化不易发现实际上已对涂膜的附着力造成了破坏，且涂膜越厚，对附着力的影响越大，这可以通过拉开法测定不同膜厚时的附着力来验证。在加热时进涂膜进一步失放应力，结果涂膜脱落。 要提高不饱和树脂涂层的附着力，前面提到的四种方法同样有效，还可以从以下几个方面动动脑筋： 1、从树脂的分子结构上考虑，应降低固化过程的收缩率，即交联密度。这一点可能相对较困难，如环氧乙烯基树脂的有较好的耐热性收缩率也相对要小，对耐热性可能会有改善 2、尽可能降低涂膜的厚度，减少涂膜的应力. 3、进一步提高涂料的PVC，PVC越高涂膜的收缩越小，耐热性越高。且一定要用片状及针状填料。 4、尽可能慢地提高加热温度，让涂膜的应力缓慢失放，也可一定程度减少开裂脱落现象 这个就是涂膜后固化收缩引起的，和UV固化的原理类似，大概原因：在固化交联化学键的断裂过程中，在聚合时，聚合物之间的距离由固化前的范德华力距离变为固化后的共价键距离，分子涂膜交联密度越大，成膜收缩率就越高。刚开始时体积收缩不明显，到实干后收缩率变大，从而导致内应力大，附着也就会变差.