原文发布时间:2014年4月18日
Jochum Beetsma于2022年10月12日更新
简介
在成膜过程中,涂料必须从液体材料转变为封闭、坚固和美观的涂层。为了获得最佳的保护和美观性能,涂层应该是光滑的,没有陨石坑,针孔,裂缝等。缺陷会破坏涂层的预期性能。在预防和解决缺陷上投入了大量的时间和金钱。如果使用简单而又容易获得的知识,就可以节省大量费用。当已知和理解导致缺陷的现象时,预防或解决缺陷就更容易和更快。涂层缺陷种类繁多。1、2在下面,只简要讨论其中的几个。
爬行
爬行,也称为缩回或拉回,是一种均匀的脱湿效果:固体衬底的表面能(ℽsg)低于液体涂料的表面张力(ℽlg).3.其结果是液体涂料不能完全润湿基材:液体收缩并形成液滴,使部分基材裸露在外。
当基材的表面能较低和/或液体涂料的表面张力较高时,润湿变得更加关键。低表面能的基板被称为疏水,这意味着基板的表面不能与放在它上面的材料发生强烈的相互作用。例如,未改性的塑料是低表面能的材料。防止爬行的方法有很多。为了获得完全润湿,必须满足的一个先决条件是基材是干净的。在某些情况下,衬底必须以这样一种方式进行修改,使衬底的表面能提高,这意味着衬底的表面从疏水更多的亲水。基材预处理通常应用于塑料涂层之前。4另一种经常用于防止爬行的方法是通过添加一种名为“爬行”的添加剂来降低液体涂料的表面张力润湿剂。然而,润湿剂的使用可能会恶化该体系的关键性能,如硬度、重涂性和泡沫敏感性。
成坑
坑洞是一种不受欢迎的现象,可以从油漆-空气界面或基材-油漆界面开始。凹坑是薄膜形成过程中液体流动的结果,由表面张力gamma (ℽ).当一种材料既具有较低的表面张力(意味着它是疏水的),又与涂料具有有限的混相时,就会产生这些梯度。
系统努力达到能量最小的状态。因此,液体会从低表面张力的区域流向高表面张力的区域。
疏水污染物的液滴或颗粒,如润滑油、消泡剂或凝胶颗粒,通常是涂层中陨石坑的引发剂。当不相容的疏水污染物被阻止时,可以防止形成陨石坑。当出现坑洞问题时,最好检查一下消泡器它可能存在于系统中。5另一个注意事项是检查基材是否被污染。
泡沫
在开始涂漆之前,涂料中就已经有泡沫了。在应用过程中也可以引入泡沫。特别是在涂刷、滚涂和喷涂过程中,会将空气带入涂料中。配方师想要开发一种涂料,它在涂抹完成和成膜过程中立即失去泡沫。
泡沫的形成主要由两个方面决定:稳定和释放。首先,泡沫可以通过具有表面活性剂(肥皂)结构的添加剂来稳定。这个问题在水性涂料中最常见。第二个重要的方面是油漆的流变性。尽管粘度很高,但泡沫气泡可能会移动到薄膜表面,在那里它们会破裂。然而,当薄膜的粘度过高时,产生的孔可能无法变平。
防止由泡沫引起的薄膜上的气泡和针孔的方法有很多种。首先,使用表面活性剂应尽量减少,特别是在水基系统。其次,在生产、处理和应用过程中,应尽量防止空气引入涂料。最后,流变学在膜形成的第一阶段,应使所引入的空气能容易地逸出。请注意使用消泡器这种方法并不总是能够预防,反而增加了产生陨石坑的风险。5
破解
当衬底上的薄膜受到压力时,薄膜会破裂。涂层的破裂称为开裂。涂层在涂层破裂的地方失去了保护性能:在裂缝中,基材和环境之间可以直接接触。当衬底是金属时,这可能导致腐蚀,如果是木质衬底,则可能导致腐烂。开裂往往伴随着附着力的丧失。例如,水分子可以在涂层的裂缝处迁移,到达基材-涂层的界面。然后,水可以通过干扰基材和涂层之间的分子间作用力直接或间接地导致附着力的丧失,因为水存在于界面处引起腐蚀。
大多数情况下,应力在涂层中积聚是由于薄膜形成过程中发生的收缩。有几种现象会导致薄膜收缩。首先,在薄膜形成过程中发生的化学反应,称为交联,可以是快速的。例如,uv系统通过自由基聚合进行固化,这是一种快速交联化学。在UV系统的固化过程中,在薄膜形成的短时间内产生高交联密度,导致应力被冻结。其次,蒸发可能进行得太快。在许多情况下,在薄膜形成过程中,固化和蒸发之间存在竞争。
固体颗粒(颜料和/或填料)的高负荷也会在薄膜中产生应力。
最后,当衬底的尺寸不稳定时,应力就会发生。例如,由于湿度的变化,木材的尺寸会发生变化。
具体来说,水基系统可能遭受内应力,从而产生裂缝。例如,水性墙体涂料通常以粘结剂乳液为基础。在成膜过程中,水从膜中蒸发,粘结剂液滴合并。在形成薄膜的过程中,应力会在这样的系统中积聚,特别是当存在大量的固体颗粒时。在这样的负载系统中,结合剂液滴的合并可能变得至关重要,并且由于在膜形成过程中积累的应力,膜可能会破裂。
从保护和美观的角度来看,开裂都是非常不可取的。与许多缺陷一样,有几种方法可以解决裂纹问题。必须选择什么解决方案取决于涂层开裂的原因。
参考文献
- 文章漆膜缺陷的克服:原因与补救, Ron Lewarchik, 2017年6月16日
- 文章涂层缺陷-第2部分,马克·赫希,2016年9月30日
- 文章表面张力和表面能, Jochum Beetsma, 2019年9月27日
- 文章塑料表面等离子体加工, Andy Pye, 2016年12月30日
- 文章消泡剂简介,马克·赫希,2021年10月29日
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在供体-受体相互作用中,你知道什么是最重要的吗?
锐信罗伯特
很好的简单解释。让我想起了多年前Cliff Schoff关于涂层缺陷的FSCT系列
我正在寻找一种消泡剂,可以快速工作时间短,如聚天冬氨酸(15-20分钟的工作时间)。
谢谢你的推荐。
嗨罗伯特,
网上有一段讲师在CT训练项目中演示供体-受体效应的电影。
问候,
EMBeetsma。
嗨,马克,
谢谢你的积极反馈。
是的,我知道(而且有!)肖夫的系列,我从他和他的同事那里学到了很多!
问候,
Jochum。
亲爱的甲虫先生:
我想了解更多关于堵塞缺陷的信息。关于原因…
Razieh Ghavidel
简单明了的解释,谢谢。
你好
在涂料配方中添加DAPRO®U-99是否能改善涂料的可跑性和流动性(流变性)?我目前的配方有一个缺陷,丢失的液滴流动缓慢,干燥形成撇脂(美容缺陷)。
我正在寻找一种消除橘子皮的方法。我有一种低表面积的UV固化涂料。我使用商业级溶剂丝网印刷油墨。一旦油墨丝网印刷,橘子皮观察。墨水有缓慢蒸发的溶剂,所以即使墨水的干燥过程较慢,橘子皮也不会变平。任何反馈都是有帮助的。
亲爱的Lam Dang:
使用Pat-Add AF 70作为消泡剂,在聚天冬氨酸系统中具有出色的应用经验!小剂量就能显示出惊人的脱气速度
请建议如何控制腹肌部分的爆裂
首先要做的是:尽可能清楚地描述弹出问题的原因,然后总结可能的解决方案,然后选择最合适的解决方案。
例如,如果爆裂是由在烤箱中加热时在系统中形成的蒸汽气泡引起的,解决方案可能是缓慢加热物体。
对不起
我想说的是坑的问题而不是爬行的问题:
我们有一个问题,在没有使用消泡剂和其他外部污染的情况下,在烤箱固化液体涂料时产生了坑洞!!
有人能帮忙解决这个问题吗
亲爱的Aabkari,
必须找出坑洞问题的原因。这可以通过“脱衣”涂料配方来完成。所以,从粘合剂系统+水/溶剂开始,只应用这种未处理的油漆(最好是在玻璃上),并固化薄膜。漆膜应清晰无瑕疵。
如果你看到陨石坑和/或其他缺陷,如雾霾:进一步剥离油漆,例如:留下一些溶剂。
如果未处理的油漆是清晰的,没有缺陷:开始添加其他组件,看看哪里出了问题。
这将使您了解问题的原因。
挑战成功!
你好,Jochum Beetsma。
你好,
如果你还在寻找关于橘子皮缺陷的信息,可以看到另一篇提到可能解决方案的文章,Ron Lewarchik写的“克服漆膜缺陷:原因和补救”。也许会有帮助。
致以最亲切的问候。
亲爱的贝斯玛博士:
关于水性柔性户外涂料中蜗牛痕迹的出现,你能告诉我们什么?
原因和补救措施?
谢谢,
外墙涂料上的蜗牛痕迹是由涂层内的水溶性物质引起的。这些物质迁移到地表,溶解在雨水或露水中。由于重力作用,混合物向下流动,水分蒸发,材料留在涂层表面作为痕迹。大致可以区分出两种蜗牛足迹。涂层中水溶性盐产生的痕迹呈亚光状。光滑尾迹由水溶性低聚物产生,主要是表面活性剂或流变学添加剂。
要解决这个问题,就必须找出造成缺陷的油漆成分。该成分应从配方中排除。
注:螺迹是由涂层内的材料引起的。由水溶性盐从基材通过涂层迁移到表面所引起的表面污染称为风化。风化通常不会留下痕迹,但会在涂层表面形成不规则的亚光沉积。
嗨,Beetsma博士,
你如何解释在亲水衬底上形成的疏水涂层中针孔的形成?
大多数情况下,涂层上的针孔是由包裹在涂层中的小气泡造成的,即所谓的微泡沫。有几件事需要检查。首先要做的是找出涂料配方中是否有稳定泡沫的添加剂,比如表面活性剂。这类添加剂应尽可能地从配方中去除。其次,在配方中应使用合适的消泡剂,以使泡沫在成膜过程中释放。
嗨
我们有不好的涂膜(波浪,像橘子皮,也分期如果油漆更稀释),但只在垂直表面。
这个问题发生在溶剂型丙烯酸聚氨酯涂料上。溶剂型涂料
产品粘度85ku
我们增加了byk 320找平剂和byk 306表面张力减速器,我们还增加了byk 410,问题还是一样
看起来你可能有一个下垂的问题:由重力引起的垂直表面上的油漆流动。
你可以尝试由粘土颗粒组成的流变添加剂,例如本通产品。你可以在UL Prospector网站上找到这些产品。
首先你要判断油漆的极性,然后选择合适的本通产品。
亲爱的Jochum先生
谢谢你对油漆缺陷的解释。
请给我们解释一下基材上的橘子皮。原因和如何避免在涂料的配方和生产和应用。
谢谢你!
亲爱的撒哈拉油漆公司:
漆膜缺陷橙皮是由与油漆不相容的污染引起的。这种污染物可能存在于基材上,例如由于清洁不足。另一种可能是污染在油漆内部,例如粘合剂系统中的凝胶颗粒。此外,使用错误的消泡剂会导致橘皮。通过确保没有不相容的材料存在,无论是在基材上还是在油漆内,都可以避免橘皮。
谢谢你的阅读,
Jochum
关于这个技术问题,您需要帮助并给我最好的解决方案:
使用溶剂基网印油墨,干燥后印刷区域出现气泡或小点(黄墨)
谢谢你的合作。
你好,Ibrar:
首先,重要的是要找出你看到的是什么:气泡,污垢/凝胶颗粒,…
如果气泡导致缺陷,请认识到气泡是在与空气/气体接触的系统上施加力时形成的。这种“力”可以是搅拌、刷、滚、喷、丝网印刷等。
例如,气泡在系统中停留的时间取决于粘度。粘度越高,气泡越难逸出。
有几种可能的方法来防止/减少气泡,例如:使用消泡剂或调整系统的流变性。
系统中气泡形成还有其他可能的原因。交联反应中气体的形成就是一个例子。涂料工业中一个臭名昭著的例子是,当异氰酸酯交联剂与系统中(或基材上)存在的水分子反应时,在2组分聚氨酯体系中形成CO2气体。多孔基板的气孔中释放出的空气也会产生气泡:当液体涂料渗透到气孔中时,涂料就会取代气孔中的空气。
我建议先找出你所看到的是什么,然后再找出缺陷的原因。
感谢阅读!
Jochum