水性聚氨酯用流平剂概述.doc

chinaPu2∞7第二届水性聚氨酯技术与应用研讨会——论文集 水性聚氨酯用流平剂概述 何英伦 上海纳宝 摘要：阐述了水性聚氧酯在使用过程中表面产生 水性聚氨酯配方、组成等内在因素产生缩孔。当存 缺陷不流平的现象，形成原因；介绍了常用流平荆的种 在不相容或相容性差的组分时．往往会产生点状的缩 类。以及各自的特点，以反流平效果的评价方法。 孔，特别是添加一些手感剂、蜡感剂时，这种现象尤其 明显。其次，在使用过程中，有于受到污染或操作工具 关键词：水性聚氨酯流平剂 不干净而带入杂质，如灰尘、油污等，均可导致缩孔现 象，油污和杂质主要造成火山口式缩孔；底材处理不干 1．前言 净，有油污、灰尘等杂质时，由于未能被充分润湿，而 水性聚氨酯在使用和施工之后．有一流动及干燥成 导致露底式缩孔。 膜过程．然后逐渐形成一个平整均匀的膜，涂膜能否达 这种缩孔的形成可以用表面张力现象来解释，当 到光滑平整并充分润湿基材，称为流平性。缩孔是水性 水性聚氨酯涂布到工作面上时，水性聚氨酯的表面张力 聚氨酯在干燥过程中的一个缺陷之一． 为Yl，底材的表面张力为Y 2，此时，如果Y 2Y L， 在实际施工过程中，由于流平性不好，水性聚氨酯 则易润湿，表面平整，如果Y 2Y 1，则涂层容易收 作为涂料在刷涂时出现刷痕、不能和基材充分接触，使 缩．另外如果刚开始时Y 2Y 1，但随着水分的挥发， 得表面不平整；当用做粘合剂时，不能成分掺透到边 涂层的表面张力会发生变化，逐渐提高，当等于Y 2时， 角，影响粘舍力；产生这些现象的原因和施工环境、和 就会出现缩边或缩孔，但如果此时涂层的黏度已经很 使用状况、以及材料本身的缺陷有关。在众多的水性聚 大，表面张力不足以使涂层产生收缩，那么就不会出现 氨酯助剂中，流平剂的开发的比较晚，但由于最近水性 缩孔和表面缺陷。 聚氨酯逐渐被应用于木器涂料、合成革干法层、纺织面 液相中的每个分子都受到周边相邻分子的作用力， 料的涂层等，在这些领域的应用要求水性聚氨酯必须具 这些力均匀分布在各个方向．如果一个分子处在液体和 有良好的表面流平性，因此对流平剂的使用和性能提出 空气的界面上，那么该分子只受到来自液体内部的吸引 了更高的要求。 力，因此该分子具有较高的自由能，所有的体系都有达 到低自由能的趋向，对于均一相的液体它的自由能是最 2． 表面缺陷及形成的原因 低的。表l列出了常见溶剂的表面张力。 缩孔和不流平是涂层最为常见的表面缺陷，又称火 表l常见溶剂的表面张力 山口、坑口，是指涂膜上形成不规则的、有如碗状的、 溶剂名称 表面张力，10 小的凹陷，使涂膜失去平整性。其形状从表观上可分为 水 73 平面式、火山口式、点式、露底式、气泡式等。如图l 丁二醇 32 二甲葶 30 ’ 200f}溶剂汽油 26 图1各种不流平现象示意图 ——一正己瘫—— 一～1r—一 醋酸丁酯 25 缩孔的形成有几个方面的原因  chinaPu2007第二届水性聚氨酯技术与应用研讨会 表2列出了各种底材的表面张力，总的来说涂料的 式中 表面张力必须小于或等于底材的表面张力，否则无法润 a0一初始振幅，cⅢ： 湿底材。 氐一经过时间t时的振幅，cⅢ． 表2各种底材的表面张力 h一涂层平均厚度，cⅢ： 底材名称 表面张山 ^一波长，cm： 玻璃 70 Y一涂料的表面张力。dyn(10—5N／cⅢ)： 磷化钢板 45 q一粘度， (0．1Pa．s)： PVC 39—42 t一时间，S。 聚苯乙烯 36—42 假设时间间隔很小．可按照每一分时间间隔数缩 聚乙烯 32．39 减，则上式可变换为： 铝板 33．35 聚丙烯 28 甜-杀击k普 聚四氟乙烯 lO 该方程式的意义是，流平的时间和流平的次数成正 玻璃的表面张力是晟大的，比较容易涂装，而聚四 比．如果‰吼差值越大，表示流得越平，起1n值也越 氟乙烯的表面张力非常低，一般的涂料很难涂装，而这 大，相当于流平次数越多。表面张力是流动中的推动 真是聚四氟乙烯材料具有优良的防水防油性能的原因。 力，当配方确定之后，这是个定值，因此在上式中Y是 除了表面张力本身，表面张力的差异也会影响涂膜 个常数；此时涂层的厚度和波长的影响就比较大，厚度 的性能，如果低表面张力的颗粒落到高表面张力的液膜 的影响是3次方，波长为4次方，相当于涂层的厚度增加 上，就会形成表面张力剃度；如果两中表面张力不同的 一倍，则流平时间削减1／8，反之，涂层的厚度减半．则 液体混合在一起，则表面张力低的液体就会迁移到表面 要增加流平时间8倍，波长的影响为：波长增加一倍，则 上．这种趋向也会造成缩空。 流平时间增加16倍。 3．流平作用 4．常用流平剂 当水性聚氮酯涂布到底材上时，