在新设备制造(OEM)涂层中,涂层的外观变得越来越重要。因此,涂料行业的主要目标之一是根据用户的最终要求优化涂料的性能,其中也包括令人满意的表面外观。表面状况通过颜色、光泽、雾度和表面结构等因素影响视觉效果。光泽度和图像清晰度通常用于控制涂层的外观。但是,即使使用光泽度高的涂膜,其表面的波动也会影响整个涂膜的外观。同时,相信光泽度测量无法控制波动的视觉效果。这种效果也被称为“橘皮”。

橘皮或微波是一种波纹结构,尺寸在0.1mm到10mm之间。在高光涂层表面,人们可以看到波浪形、浅色和深色区域。可以区分两种不同程度的波动:长波动,也称为橘皮纹,是可以在2到3个距离的间隔内观察到的波动;另一种称为短波动或微波动,在50厘米左右的距离处观察到。到波动性。

需要指出的是,有时为了掩盖基材的表面缺陷或获得特殊的涂层表面外观,特意设计了一定程度的起伏或波纹结构。因此,“橘皮”可以定义为“高光表面的波浪状结构”,使漆层表面产生条纹、不平整的视觉外观。粉末涂膜的视觉外观(光泽度、雾度、流平橘皮)的控制非常重要,尤其是在不同领域喷涂的零件组装中。

本文简要介绍了粉末涂料成膜过程中流变力对薄膜流动性和表面外观的影响。讨论了如何避免橘皮形成,以及如何判断和比较橘皮现象等方面。

1)影响粉末涂料中涂膜流动性和外观的因素

在工业涂料中,粉末涂料在制备和成膜过程中的相变是独一无二的。由于缺少溶剂润湿和提高涂膜的流动性,粉末涂料比液体涂料更难去除表面缺陷。虽然两者的主要成分相似,但与液体涂料和热固性粉末涂料相比,它们基于非常不同的机制。
粉末涂料是一种无溶剂均匀体系。在制备过程中,颜料和其他组分通过熔融混合分散并部分包封在低分子固体树脂中。粉末涂料的用途是将粉末通过空气转移到基材上(粉末悬浮在空气中),然后通过电荷附着在基材上。在预定温度下加热,粉末颗粒熔化,聚集在一起(聚结),流动(成膜),然后流平。在此期间,一个粘性液体阶段润湿表面),最后化学交联形成高分子量的涂膜,这就是粉末涂料的成膜过程。

2)影响涂膜流动性和外观的因素

成膜过程可分为熔融聚结、形成涂膜、流平三个阶段。
在给定温度下,控制熔化和聚结速度的最重要因素是树脂的熔点、熔融状态下粉末颗粒的粘度以及粉末颗粒的大小。为了达到最佳的流动效果,熔体聚结应尽快完成,以允许更长的时间完成流平阶段。固化剂的使用缩短了流平所需的时间,因此那些反应性极强的粉末形成的涂膜往往会出现橘皮现象。
影响涂膜流动性和流平性的关键因素是树脂的熔体粘度、体系的表面张力和膜厚。反过来,熔体粘度尤其取决于凝固温度、凝固速度和加热速率。
上述各种因素,连同粒度分布和膜厚,通常由所需的涂膜性能、被涂物和粉末应用条件决定。
粉末喷涂中流动和流平的力量来自于系统的表面张力,这在前面也有提到。该力与施加到涂膜上的分子间重力相反。因此,熔体粘度越高,流动和流平的阻力就越大。因此,表面张力和分子间引力的差异决定了涂膜的水平。
对于流动性好的涂料,显然体系的表面张力应尽可能高,熔体粘度应尽可能低。这些可以通过添加可以增加系统表面张力的添加剂和使用低分子量和低熔点树脂来实现。

在上述条件下制备的涂料可以具有优良的流动性,但由于其表面张力高,会引起收缩,同时由于熔体粘度较低会流挂,边角涂层较差。在实际工作中,将体系的表面张力和熔体粘度控制在特定范围内,才能获得合格的涂膜表面外观。
表面张力和熔体粘度对涂膜流动性的影响如图2所示,从图中可以看出,表面张力过低或熔体粘度过高都会阻碍涂膜的流动,导致涂膜流动性差。涂膜的流动性,当表面张力过高时,在成膜过程中会出现缩孔。熔体粘度过低会使粉体的物理储存稳定性变差,施工时边角涂层不良,外墙施工时流挂。

综上所述,很明显得到的粉末涂膜的最终表面状况、缺陷和不足(如桔皮、流动性差、收缩、针孔等)是密切相关的,也都在涂膜中。形成过程。由参与相变的流变力控制。
粉末粒度分布也影响涂膜的表面外观。颗粒越小,由于大颗粒的热容越低,所以它们的熔化时间比大颗粒的短,聚结也更快,涂膜的表面外观更好。大粉末颗粒的熔化时间比小颗粒的熔化时间长,涂膜可能有橘皮效应。粉末静电应用方法(电晕放电或摩擦放电)也是导致橘皮的一个因素。

3) 如何减少或避免橘皮效应

促进流动和流平以减少或避免橘皮现象。该系统使用较低的熔体粘度、延长凝固过程中的流平时间和较高的表面张力可以改善流动和流平。控制表面张力梯度是减少橘皮的重要参数。同时要控制涂膜表面均匀的表面张力,以获得最小的表面积。
在实际工作中,常使用流动促进剂或流平剂来改善涂膜外观,以消除桔皮、缩孔、针孔等表面缺陷。性能好的流动促进剂可以降低熔体粘度,从而有助于熔体混合和颜料分散,提高基材的润湿性,使涂层流动和流平,有助于消除表面缺陷并促进空气的释放。应研究流量调节剂的用量与效果之间的关系。用量不足会引起收缩和橘皮现象,用量过多会造成失去光泽、雾度、上层附着力问题。通常,流动调节剂是在预混过程中加入的。它们要么制成树脂母料(树脂与添加剂的比例为9/1至8/2),要么以粉末形式吸附在无机载体上。这种添加剂在粉末涂料中的用量为0.5~1.5%(以基材计算的有效聚合物计),但浓度较低时效果可能较好。
在流动改性剂中,聚丙烯酸酯树脂的应用最为广泛,如聚丙烯酸丁酯(“Acronal 4F”)、丙烯酸乙酯-丙烯酸乙基己酯共聚物和丙烯酸丁酯-丙烯酸己酯共聚物。它们可以在广泛的浓度范围内使用。一般来说,聚丙烯酸酯对表面张力影响不大,它们可以帮助涂层形成相对恒定的均匀表面。与那些降低表面张力的添加剂(如硅氧烷等)相比,它们不会降低表面张力,因此可以用来加速流平。降低表面张力的添加剂包括表面活性剂、氟化烷基酯和硅氧烷。他们对添加的数量非常敏感。安息香是一种脱气剂,也有降低表面张力的作用。广泛用于改善粉末涂料的表面外观。