涂料在施工中的缺陷分析及消除措施（一）——涂料的流平

兰若

　　很多人都比较注重的涂料的质量和施工的效果，每当产生问题总是从表面的去解决一些问题，而没有深层次的发现出现问题的根本原因之所在。现在我们特别从技术上对这样的问题进行分析，今天所讨论的是关于涂料的流平问题。
　　大多数的涂料施工的方法是先形成粗糙的湿膜，通常要让这些不平整处消失以达到外观和性能上的要求。最广泛研究流平问题是刷痕的流平，而不熟悉这一领域的人就会马上说流平由重力的作用所致，这显然不是这样，至少在较大程度上不是这种情况。如果重力是重要的因素，那么涂在顶棚上的漆应比涂在地板上的流平更差，然而事实不是那样。
　　在刷痕凹纹的湿膜厚度比脊纹处小，当单位面积上挥发出相同量的溶剂时，在凹纹处涂层所挥发的溶剂分数要比脊纹处大。其结果造成凹纹处的树脂溶液浓度高于脊纹处的浓度，相应地在凹纹处的表面张力更高于脊纹处的表面张力。按 Marangoni 效应，涂料脊纹处流向凹纹处，换言之，按Overdiep 提出的，并用实验证明的，即对挥发性溶剂来说，对流平的主要驱动力不是表面张力而是表面张力差。在某些情况下，如他所证明的那样，这些差异会超越最平滑阶段而导致脊纹成长。由表面张力差所驱动的流动程度取决于溶剂的挥发速度。
　　Overdiep 对凹凸不平涂膜在粗糙底材上会产生什么影响特别重视，他推断，表面张力驱动的流动应产生最平滑的涂膜，然而，在涂膜层区，其保护必受到限制，因此此种情况是不希望有的。另一方面，表面张力差驱动的流动倾向于产生相同的漆膜厚度，然而此涂膜表面循着底材的粗糙度，而不是流平。Overdiep 指出，最好是对涂层进行调整，这样这二种流动显著，以达到折衷的，有合理的涂膜平滑而无极薄的涂膜厚度部分，这种平衡可由溶剂的挥发度加以控制，用极低挥发度的溶剂，其流平将由表面张力驱动，用相对高挥发度的，其主要效应是表面张力差；用中等挥发度的，则这二种现象可都重要。
　　在喷涂施工时，表面粗糙度有谷所围绕的峰构成，而不是脊纹和凹纹，由于这种效应多少会使人想起桔子的外皮，即普通称为桔皮的外观，这种凸出一般要比喷涂液滴大得多。
　　各种各样的因素会对桔皮产生影响，最普通的桔皮在喷涂具有高挥发速率溶剂之涂料时会遇到，通常人们可推断出，由于迅速挥发，在底材上的涂膜粘度提高迅速以至造成流平不良。在一些场合，多半可能就是这种情况。
　　然而，在二十世纪40年代末期，发现加及少量硅油（低分子量聚二甲基硅氧烷）实质上往往可改善喷涂挥发性漆的漆膜的流平。与所有流平由表面张力所促进的这一普通常识相反，在此是加一种众所周知的物质来降低表面张力，在实质上改善流平性能。始表面平滑性良好，可观察到桔皮的形成。Hahn 提出，桔皮的形成是表面张力差驱动流动所致。到达湿漆表面上最后的雾化粒子已在喷枪与表面之间行进了较长一段距离，因而它已失去。
　　Hahn 对这一现象进行了解释，当人们喷涂挥发漆时，开较多的溶剂，故具有较高的树脂浓度，从而有比湿涂膜主体更高的表面张力，这样较低表面张力的湿漆流向这些最后到达的粒子的边缘，将总表面自由能降至最低。即表面张力差驱动流动使桔皮渐渐形成，如果加一种表面张力降低剂，如硅油，那未它非常迅速地取向表面，则湿膜表面和最后达到的雾化粒子的表面张力全都均匀地低，这样就没有差异来促使桔皮产生。在这样一种漆膜中产生的流平是受到加入硅油后相当低的表面张力所驱动，尽管此可能是一个小的驱动力，然而更为重要的是，由于表面张力差所形成的不规整得以避免。丙烯酸辛酯共聚物也能产生整个低表面张力，并桔皮形成的可能降至最小。
　　但是，我们在观察硅油或丙烯酸辛酯共聚物可能对刷涂施工涂料的流平产生影响时，以证实表面张力差驱动流平所达到的程度，但发现所产生的这种流平是更差而没有得到改善。此实验的结果在文献中没有提到，但显然，这些添加剂，不是用来促进刷涂施工的涂料的流平，而只是用于喷涂施工涂料的流平。
　　静电喷涂涂料可能显示出表面粗糙度大于相应的非静电喷涂的表面，其结果，在以汽车面涂层为例，最后几道涂料一般不用带静电的方法施工，即便面涂层大部分用静电喷涂以减少飞散漆雾。以此推测，用静电喷涂所得到的较大表面粗糙是由于带电荷的最后到达的粒子与地的电绝缘几号的表面所致，这些最后到达的粒子会保持其电荷足够长时间以处于相互排斥，这样就减少了流平的机会。

lianhechenxi

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xuhaifeng

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yfflaming

流平的动力本来就应该是表面张力，而不是表面张力差。如果体系中存在表面张力差，那么一定是流平不良！文章中说凹处溶剂挥发快，不知依据的是何理论？按照物理化学原理，凹处溶剂的挥发一定比凸处的慢，怎么可能凹处浓度大呢？完全说反了，因此结论也就错了。