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1、滑爽和流平原理涂料的表面（这里涂料被定义为一种表面的装饰物，因此意指油漆、油墨或者合成物）暴露于” 外面的世界“，其必须抵抗可能导致系统本身快速降解的因素。除此之外，表面也改善涂料的外 观，像光泽和”感觉”。这一切从表面开始。定义在大部份的情形下，要拥有优异的涂料表面离不开表面助剂。通过添加不同的助剂，下列的性能 可以被改善： 滑爽性（也叫润滑性）表现为两个表面能够在没有造成任何机械损害的情况下，摩 擦滑动。好的滑爽性要求滑爽剂在施工和固化时快速的集中到表面。 摩擦性是一种机械行为导致的摩擦、刮试、腐蚀现象。因为与滑爽很相关，所以许 多滑爽剂也同样拥有抗摩擦的功能。 抗粘连是指在一定的温度、湿
2、度、压力的条件下，两个表面之间不粘连。一个非常 好的例子是一个新着色的窗户如果在较短时间内很快被关闭，有时再次打开会非常 困难。表面张力为了理解材料的表面张力，比如液体，我们必须以分子形态来观察材料的表面。在生活中，两相 邻的相（液/空）之的转换没有一个严格分界线，但是不同分子层却在改变密度和移动性。由 于这移动层极其小，与块状物体而言，它在表面张力的解释中不进一步被考虑。在简化的模型中，表面被定义为单分子层。在单分子层中存在多种吸引力：范德华力、偶极引力， 氢键力和离子键力。液体内部的每个分子相等地被相等的力所包围，从而达到体系的平衡。然而在表面，这个相等的包围力是不完整的，因而所有力都指向
3、体系（力的失衡）的中心。表面分子的不平衡力会拖拉表面分子进入液体相。这个力被称为液体的表面张力（J），而且惯例表达为垂直于表面的单位长度线（L）上的力（F）:J=F/L固体材料的表面张力是不能调整的，液体的表面张力能通过添加表面助剂来调整。如果一种物质能在气/液界面集中并降低液体的表面张力，则该物质被称为表面活性剂。在水性 体系，很多物质是表面活性剂，因为水有非常高表面张力73mN|m。这些表面活性剂的分子有 一个朝向空气的非极性部分和一个朝向液体的极性部分。测量液体静态表面张力的著名方法是Lecomte du Nouy Ring方法。一个铂-铱合金环放入液体， 然后慢慢地拉出以便在气液界面形
4、成一个薄膜层。需要拉出这一个薄膜层的力正是液体的表面张 力。这一个方法特别适合比较在水性体系和透明的溶剂体系中各种表面活性剂的表面张力。而此方法 不适合颜料体系，因为颜料的出现会阻碍薄膜层的稳定。另一个用来测量液体动态表面张力的方法是泡沫压力法。这个方法测量产生更大表面的能量，这 技术使用毛细管使表面活性剂快速地定向而产生气泡。毛细管被放在含表面活性剂测试液体中。 测量产生气泡速率的压力，这压力与液体的动态表面张力成比例关系。注意的是阅读的数值不应该当做一个绝对值被采用而且不能够直接地与其他测量表面张力方法 比较。然而，当使用这技术比较不同表面活性剂的表现时，该测量可以提供重要的结果。固体的分
5、子是不能移动的，因此无法进行表面张力的测量。底材润湿底材润湿被定义为用液体涂料或油墨在底材表面进行空气置换。在低表面能的表面上润湿尤其困 难，比如被脏物或油脂污染过的表面。在这种情况下，润湿问题出现了。即使当底材的表面能较高时，如果使用高动态的施工工艺（如，快速的印刷或者滚涂施工），润 湿也可能成为一个敏感因素。在静态条件下，液滴与底材的接触角可以决定润湿的好坏。当接触角相对很小时，润湿变很好。（？作为接近0）当接触角大于零，润湿就可能不完全，特别在低膜厚的涂料体系。然而，足够高的漆膜厚度仍然 能确保涂料层均一。理想化的涂料与底材的接触角应该接近于零。液体具有一个分布系数S （详见消泡理论），
6、为了达到理想的表面润湿，S要求大于零。JS：底材的表面张力JL：液体的表面张力JS/L：底材和液体间的表面张力（假设在涂料中接近0） 从上述的关系中，可以得出一些陈述： 底材的表面张力（JS）相对高时容易被润湿。 液体的表面张力（JL）相对较低时容易润湿。 当液体的表面张力低于底材时，能比较好的润湿（JL V JS） 例子：水、己烷和聚乙烯的表面张力分别是73.0, 18.4和33.2 mN|m。己烷能容易的在聚乙烯上分布而水不能。有两个方法可以改善润湿： 经过清洁（去除油污或其他污染物）或表面的处理（电晕，燃烧、酸洗）来提高底 材的表面能。 通过添加UNIQCHEM的表面助剂降低涂料的表面张
7、力。只要加入很少量，就可以 明显降低涂料和油墨的表面张力。表面的缺陷 橘皮现象一这种常见的表面缺陷只有在喷涂后才会发现。三个因素会直接关系到橘 皮现象的产生与否：1. 喷涂液体的粘度2. 喷涂条件，比如压力，气液比3. 液体的表面张力前两个因素很大程度上取决于操作人员，第三个因素取决于涂料配方。降低液体的表面张力可以 使得在同样的喷涂条件下液滴变小，同时可以增强喷涂之后单滴液体的流动性。 缩孔和针孔现象一一缩孔和针孔现象主要是由于在干燥过程之前，存在于底材、涂 料或者来源于周围环境的固体或液体污染物所致。之所以会产生缩孔现象是因为液 体涂料和污染物之间的表面张力不同，表面张力的区别越大，这种缺
8、陷越明显。如 果液体涂料表面张力足够低，这种缺陷可以避免。针孔现象是缩孔的一种表现，是 因为液体没有形成均匀层，所以就形成了能见底材的凹面。 鱼眼一一鱼眼是由于基质湿润不够而产生的缺陷。当液体涂料的表面张力比基质的 表面张力大，而且表面没有铺张现象发生时就会出现这种裂纹。降低液体的表面张 力可以减少这种情况的发生 发花（贝纳德涡）和走丝一一发花和走丝都是发生在液体涂料干燥的过程中的。表 面张力和密度不同造成物质从涂膜的下部向上部流动。对于有色体系来说，颜料会 根据自身的流动能力适时停留在不同的区域。在水平表面上来看，这种浮色是六边 形的，所以又被称为贝纳德涡。走丝也是由于同样的原因，但是只是垂
9、直面的现象， 也只是线行的。尽量缩小干燥过程中表面张力的区别可以避免这种现象。 气流敏感度一一溶剂不均匀的蒸发会导致涂料表面张力的不同，从而引起气流敏感 度的问题。局部受限的溶剂蒸发会使得漆膜的表面张力增加，当漆膜的表面张力超 过基底的表面张力时，涂膜就会断裂，不能润湿的现象就会发生。降低液体的表面 张力可以解决这一问题。 浮印一一当在基底上出现一些不同的表面张力时，比如在擦拭过程中，或者清洗液 残留的痕迹或者是手指印，都会造成浮印（或重影）的产生。这些印迹会出现在涂 膜上。尤其是当底材或者底漆上含有界面活性物质时，这种现象看得尤为明显。 涨边一一涨边是发生在底材的边缘，因为涂膜的表面在边缘处
10、会更大。边缘部分的 溶剂蒸发也更快，所以表面张力增加的强度比其他地方也更大。相对较大的表面张 力就会导致液体在试图适应相对较小的张力时发生蠕动。降低液体的表面张力可以 解决这一问题。选择一个表面助剂表面助剂分为有机硅、聚丙烯酸酸酯、氟碳。有机硅有非常高的表面活力，因此时常被当作表面助剂使用。市售的有机硅多为聚醚，聚酯或 者烷基改性来改善重涂和层间附着力。一般通过有机硅的含量，分子量和改性度来区分。聚二甲基硅氧烷基于不同的聚合度而有不同的目的。低分子量产品被当作流平剂使用。增加分子 量产生与涂料体系不相溶从而消泡。这类产品也能产生强的缩孔，如锤纹效果。然而，在大部份的情形下，重涂性是这类产品的问
11、题，而烷基改性的聚二甲基硅氧烷则没有重涂 问题。表面助剂聚醚改性的硅氧烷可以被定制到特定的涂料体系而且优于纯聚二甲基硅氧烷。然而，在特定的 工艺中，热稳定是一个问题，低于150摄氏度。聚硅氧烷的羟基自我缩合会产生强烈的不相容 导致缩孔。聚酯改性的硅氧烷则具有耐热性（220度）和相容性。这类产品提供持久的滑爽性和耐水性。烷基改性的硅氧烷也具有耐热性（220度）而且能帮助消光粉、铝粉、金属颜料定向排列，由于 具有较高的分子量，这类产品也提供消泡性。聚丙烯酸类的表面助剂可以通过共聚或均聚得来。在某些情况，他们在油漆系统中不相容，导致 清漆产生雾影。这个问题可以选用较低分子量的丙烯酸来改善相溶性。而在有色体系，光泽不 会被影响。同时丙烯酸类的流平剂也是具有消泡作用。氟碳改性的表面助剂能快速的降低表面张力，然而，重涂性、稳泡性和缩孔需要评估。这些副作 用又取决于涂料体系，所以在使用前需测试以达到最佳。
