¿Cómo nivelan la pintura los agentes niveladores?
1、Definición de agente nivelador
El agente nivelador es un aditivo común de revestimiento, puede promover el revestimiento en el proceso de secado para formar una película de revestimiento plana, lisa y uniforme, los diferentes tipos de revestimientos aplicados al agente nivelador son diferentes.
2、El principio de nivelación (mecanismo de migración)
Como agente nivelador, generalmente necesita cumplir con los dos puntos siguientes:
2.1, y el sistema tiene un cierto grado de compatibilidad.
2.2, la tensión superficial debe ser menor que la del sistema.
Estos dos puntos afectan a la migración del agente nivelador, solo el agente nivelador migra espontáneamente a la superficie de la película de pintura, lo que puede denominarse aparición del efecto nivelador. El principio de migración también se aplica a la migración de otros aditivos.
Principio de migración
La migración de los agentes niveladores sigue el «principio de la energía más baja» en física, es decir, fluyen espontáneamente de un lugar de alta energía a un lugar de baja energía. Cuando la pintura se aplica a la superficie del sustrato, se forman dos interfaces, la «interfaz sustrato-película de pintura» y la «interfaz película de pintura-aire».
Por lo tanto, la energía total del sistema = (tensión superficial del sustrato – tensión superficial de la película de pintura) + (tensión superficial de la película de pintura – tensión superficial del aire).
Cuando se añade un agente nivelador al sistema, si el agente nivelador migra a la «interfaz película-aire», entonces la energía total del sistema = (tensión superficial del sustrato – tensión superficial de la película) + (tensión superficial del agente nivelador – tensión superficial del aire), ya que la tensión superficial del agente nivelador < tensión superficial de la película, la energía total del sistema se reduce y el proceso puede El proceso puede continuar espontáneamente.
Sin embargo, si el agente nivelador migra a la «interfaz sustrato-película de pintura», la energía total del sistema = (tensión superficial del sustrato – tensión superficial del agente nivelador) + (tensión superficial de la película de pintura – tensión superficial del aire), ya que la tensión superficial del agente nivelador < tensión superficial de la película de pintura, por lo que la energía total del sistema aumenta y el proceso no puede continuar espontáneamente.
Por supuesto, desde el punto de vista de la teoría del movimiento molecular, cuando se añade el agente nivelador al sistema, debido al movimiento irregular de las moléculas, habrá parte del movimiento molecular del agente nivelador hacia la «interfaz sustrato-película de pintura», pero la cantidad de esta parte del agente nivelador es muy pequeña, en comparación con la cantidad total añadida, puede ser insignificante.
3. El principio del agente nivelador de silicona
La estructura de los agentes niveladores de silicona se basa en el aceite de silicona modificado con poliéter más común, cuya fórmula estructural puede expresarse en la siguiente fórmula:
-(SiO(CH3)2)m-(SiOCH3 (CH2CH2O)x(CH2CHCH3O)y)nR
Donde el segmento de cadena m indica la parte no modificada del aceite de silicona, pertenece al segmento de cadena cuya compatibilidad está restringida; el segmento de cadena n es la parte modificada, pertenece al segmento de cadena compatible; x es la parte de óxido de polietileno del segmento de cadena modificada con poliéter; y es la parte de óxido de polietileno del grupo de poliéter; m, n, x, y cuatro valores determinan el rendimiento mostrado por el agente nivelador.
3.1, Compatibilidad: La compatibilidad de los agentes niveladores de silicona depende principalmente del valor de m/n. Cuanto menor sea el valor de m/n (es decir, cuanto menor sea el contenido de segmentos de cadena incompatibles), mejor será la compatibilidad, y cuanto mayor sea el valor de x/y bajo el valor fijo de m/n, mejor será la compatibilidad, ya que la compatibilidad del polioxido de etileno supera a la del polioxido de propileno.
3.2, sensación: en el caso de un valor xy fijo, la sensación del agente nivelador de silicona también depende principalmente del valor de m/n, cuanto mayor sea el valor de m/n, mejor será la sensación; en el caso del valor m/n, cuanto mayor sea el valor absoluto de m, mejor será la sensación; a partir de este punto se puede ver que, para el agente nivelador de silicona, la búsqueda de una buena compatibilidad y una buena sensación es a menudo una contradicción, para lograr ambos, normalmente m/n solo se puede seleccionar dentro de un rango pequeño.
3.3, capacidad de nivelación: los valores m, n, x, y sobre el impacto del efecto de nivelación son más complejos, en general, los valores m/n entre 1 y 2 cuando hay un mejor efecto de nivelación, y para un valor fijo m/n del caso, cuanto mayor sea el valor de x + y, mejor será el efecto de nivelación.
3.4, espuma estable: en general, en el valor habitual de x, y, m/n> 3 o m/n < 1/4 puede obtener un efecto de espuma básicamente inestable, en términos sencillos, es cuando el contenido de silicona es muy alto o muy bajo, el agente nivelador no es espuma estable, y si se convierte en variedades de contenido de silicona muy alto, puede obtener una sensación excelente, espuma no estable, pero agente nivelador ligeramente menos compatible, Si el contenido de silicio es muy bajo, el rendimiento del agente nivelador es muy bueno. Compatibilidad, espuma no estable, pero la sensación del agente nivelador de silicona no es suficiente. 5.
3.5. Recubribilidad: en general, cuanto mayor sea el valor de m+n y mayor sea el valor de m/n, más probable será que haya problemas de recubribilidad, además del tipo de grupo terminal de poliéter. El grupo R también tendrá un impacto en la recubribilidad.
3.6, la capacidad direccional del polvo mateante: según la prueba, la capacidad direccional del polvo mateante está muy influenciada por el valor de m/n y el valor absoluto de m. Cuanto mayor sea el valor absoluto de m, mejor será la capacidad direccional del polvo mateante.
Causas
Las superficies pintadas son propensas a fenómenos como la contracción, la piel de naranja, la rugosidad de la superficie y la falta de brillo, lo que dificulta seriamente la promoción y aplicación de nuevas tecnologías como los recubrimientos en polvo, al agua y de alto contenido en sólidos. Los agentes niveladores se utilizan en las pinturas para reducir estos fenómenos, haciendo que la superficie de la película de pintura sea lisa y decorativa.
Para lograrlo, la tensión superficial está relacionada.
Tensión superficial
Dentro de un líquido, las fuerzas gravitacionales moleculares sobre cualquier molécula están equilibradas. Pero en la superficie del líquido, la fuerza gravitacional de las moléculas de la fase líquida sobre las moléculas de la superficie es mayor que la fuerza gravitacional de las moléculas de la fase gaseosa sobre las moléculas de la superficie, y por lo tanto hay una atracción hacia el interior del líquido, y esto es la tensión superficial. Cuando se añade el agente nivelador, este puede flotar hasta la superficie de la película de pintura para homogeneizarla, lo cual es uno de los mecanismos de nivelación.
Contracción y piel de naranja
La razón de esto es que si la tensión superficial del líquido es diferente en dos puntos de la película de pintura húmeda, el material de pintura fluirá de un punto a otro, creando así contracción, piel de naranja, etc. El agente nivelador acrílico puede reducir la tensión superficial y la tensión interfacial para aumentar la humectabilidad, y puede formar una sola capa molecular en la superficie de la pintura para asegurar que la tensión superficial en la sección de la superficie se homogeneice.