塗膜缺陷問題與特殊表面效果漆之二:浮色發花與錘紋漆

                    2024-03-18 09:07:08

                    一些特殊表面效果漆,比如皺紋漆、錘紋漆、橘紋漆、裂紋漆和浮雕漆等等,其實都是特意利用一些漆膜表面缺陷機理,加上特殊的施工工藝而制造的。

                    今天講浮色發花與錘紋漆。


                    漆膜的浮色發花現象

                    含一種以上顔料的塗料體系,有時會出現不均勻的顔料分離現象,稱為浮色發花。

                    “浮色”用來描述漆膜表面外觀顔色不同于底層,指施工之後的濕漆膜中顔色呈現的均勻變化,是由于多種顔料的一種或幾種以較高的比例在表面上分層

                    “發花”用來描述漆膜外觀有花斑,指在施工之後的漆膜中存在多種顔料的不均勻分布,通常呈蜂窩斑狀

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                    漆膜浮色發花的原因:

                    浮色發花的物理基礎—馬拉罔尼(Marangoni)效應與貝納德窩

                    顔料的不均勻分離過程與溶劑蒸發形成的漆料循環流有關。

                    當溶劑在濕膜表面揮發時,溶劑揮發使得漆料濃度增大以及溶劑揮發帶走熱量漆料溫度下降,導緻漆料表面張力增大,于是由于濕膜表面與處于濕膜下面的表面張力差,溶劑開始擴散遷移到表面以補充表面,形成馬拉罔尼效應

                    如下圖所示,漆料在濕膜内部循環從低表面張力向高表面張力運動形成一個個的通道,以至于在漆膜表面上常常形成可觀察到的幾何圖紋,這就是貝納德窩(Benard Cell)

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                    在這個過程中,顔料粒子的輸送比率不同,相應會出現顔料的分離過程。例如,具有較高表面積的細粒徑顔料,會更容易運送,而表面積相對低的粗粒徑顔料,則更不容易運送,因此引起顔料的分離或重新分布。其最終結果,就是浮色或發花。


                    浮色發花的改善:

                    顔料粒徑、密度和絮凝程度的差異對顔料的分離都有作用。例如,鉻綠磁漆的藍色浮色很大程度上是由于鐵藍顔料與相對大粒徑的鉻黃顔料相比,粒徑過于微小的原因。另外通常應避免用細粒徑炭黑調色(應當用大粒徑的骨黑,燈煙炭黑或爐法炭黑),否則,由于粒徑的差異,易于發生發花和浮色。 

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                    在上圖第一種情況下,選用無機細顆粒的顔料品種,可改善解決問題。在第二種情況下,絮凝了的顔料用一種合适的潤濕劑,使其解絮凝,可緩解發花或浮色。若兩種解絮凝的顔料在粒子大小,密度和形狀方面均差異大的話,可借助于使全部顔料産生絮凝狀态以防止不同顔料的分離。 

                    還有一種類似的重要方法是,使用産生觸變結構的添加劑,在漆膜中形成一種立體網絡的結構,阻止顔料的分離。

                    某些塗料體系,浮色現象更易發生在高濕度條件下而不是低濕度條件下,這一事實證明,親水性/疏水性平衡是很敏感的因素,這時調整配方增強漆膜疏水性對浮色會有幫助。

                    一般說來,漆膜越厚發花和浮色現象則更明顯(濕漆膜厚度低于50um,很少或根本看不出顔料的這種分離)。

                    使用降低表面張力很厲害的助劑,比如聚甲基矽氟烷,顯著漆料降低表面張力,從而縮小濕膜表裡的表面張力差,一定會改善發花,但未必能克服浮色,因為發花是一種表面現象而浮色則是一種立體現象

                    提高漆料粘度、以蒸發較慢的溶劑代替漆料中蒸發較快的溶劑、顔料的良好研磨細度,都可使不同顔料的分離現象降至最低。


                    漆膜浮色發花的利用--錘紋漆

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                    有時候故意在塗料體系中形成可控制的渦旋狀貝納德窩花紋,以産生像錘紋漆那樣的特殊效果。

                    為了産生均勻一緻的貝納德窩花紋,做出效果好的錘紋漆要注意下面幾點:

                    1、漆膜必須比較薄(幹膜厚度約25μm),溶劑蒸發速度必須介于中等到較快的範圍,以确保既迅速産生錘紋又很快降低漆膜的流動性達到“凍結”這種錘紋的效果。

                    實踐中常用甲苯兼顧這兩方面的要求(蒸發得既不太慢,不會讓圖紋消失,又不太快,以緻使初始的錘紋變得模糊不清)。漆膜的這種凝固不動,可防止錘紋外觀受二次流動的影響而消失。

                    2、适當的噴塗施工技巧(霧化不要太好,以适度地産生噴濺濕塗層)。

                    3、漆料施工粘度稍高一些(4号福特杯30至40s)。

                    4、合适的基料類型(如硝酸纖維素或苯乙烯改性醇酸樹脂)。

                    5、用超細的非浮型鋁粉漿着色,可提高錘紋效果。


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