流平劑的流平原理及作用機理

　　一、流平劑定義

　　流平劑是一種常用的涂料助劑，它能促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜，不同種類的涂料所適用的流平劑不同。

　　二、流平的作用原理(遷移機理)

　　作為流平劑，一般需要滿足以下兩點：

　　1、與體系具有一定的相溶性。

　　2、表面張力需低于體系。

　　這兩點都影響著流平劑的遷移，只有流平劑自發(fā)遷移到漆膜的表面，才能稱為發(fā)生流平作用。遷移原理在其他的助劑遷移方面也同樣適用。

　　遷移原理

　　流平劑的遷移取向遵循物理學中的“能量最低原理”，即從能量高的地方自發(fā)流向能量低的地方。當涂料涂布到底材表面以后，形成兩個界面，分別是“底材-漆膜界面”和“漆膜-空氣界面”。

　　因此，體系總能量=(底材表面張力-漆膜表面張力)+(漆膜表面張力-空氣表面張力)。

　　當體系中加入流平劑以后，假如流平劑遷移到“漆膜-空氣界面”，那么，體系總能量=(底材表面張力-漆膜表面張力)+(流平劑表面張力-空氣表面張力)，由于流平劑表面張力<漆膜表面張力，因此體系總能量降低了，該過程可以自發(fā)進行。

　　但假如流平劑遷移到“底材-漆膜界面”，體系總能量=(底材表面張力-流平劑表面張力)+(漆膜表面張力-空氣表面張力)，由于流平劑表面張力<漆膜表面張力，因此體系總能量是升高的，該過程是不可能自發(fā)進行的。

　　當然從分子運動理論的角度分析，當流平劑加入到體系中后，由于分子的無規(guī)則的運動，會有一部分流平劑分子運動到“底材-漆膜界面”，但這部分流平劑的量非常少，與加入總量比起來可以忽略不計。

　　三、有機硅類流平劑的原理

　　有機硅類流平劑的結(jié)構(gòu)以最常見的聚醚改性硅油為主，其結(jié)構(gòu)式可用下式表示：

　　—(SiO(CH3)2)m—(SiOCH3 (CH2CH2O)x(CH2CHCH3O)y)nR

　　其中m鏈段表示硅油的未改性部分，屬于相容性受到限制的鏈段; n鏈段是改性部分，屬于相容鏈段; x為聚醚改性鏈段中的聚環(huán)氧乙烷部分; y為聚醚基團中的聚環(huán)氧丙烷部分; m，n，x，y四個值決定了流平劑所表現(xiàn)的性能。

　　1、相容性：有機硅流平劑的相容性主要取決于m/n的數(shù)值，m /n的數(shù)值越小(也就是不相容鏈段含量越低)，則相容性越好，在m/n數(shù)值固定的情況下，x/y的數(shù)值越大，則相容性越好，這是因為聚環(huán)氧乙烷的相容性超過聚環(huán)氧丙烷的原因。

　　2、手感：在xy值固定的情況下，有機硅流平劑的手感同樣主要取決于m/n的數(shù)值，m/n的數(shù)值越大，手感越好;m/n數(shù)值一樣的情況下，m的絕對數(shù)值越大，手感越好;從這一點可以看出，對于有機硅流平劑，追求好的相容性和好的手感經(jīng)常是一對矛盾，為了達到兩者兼顧，通常m/n只能在一個不大的范圍內(nèi)選擇。

　　3、流平能力：m，n，x，y的數(shù)值對流平效果的影響比較復雜，一般而言，m/n的數(shù)值在1到2之間的時候有比較好的流平效果，而對于固定的m/n數(shù)值的情況下，x+y的數(shù)值越大，流平效果越好。

　　4、 穩(wěn)泡性：一般而言，在通常的x，y的數(shù)值下，m/n>3或者m/n< 1/4都可以得到基本上不穩(wěn)泡的效果，通俗的說就是當硅含量很高或者很低的時候，所得到的流平劑都是不穩(wěn)泡的，而如果做成硅含量很高的品種，就能得到手感出色，不穩(wěn)泡，但是相容性略差的流平劑，如果做成硅含量很低的品種，則所得到的流平劑的性能就是相容性很好，不穩(wěn)泡但是手感不足的有機硅流平劑。

　　5. 重涂性：一般來說，m+n的數(shù)值越大且m/n的數(shù)值越高，越容易出現(xiàn)重涂性的問題，另外聚醚端基R基團的種類也會對重涂性產(chǎn)生影響。

　　6、消光粉的定向能力：根據(jù)試驗，消光粉定向的能力受m/n的數(shù)值和m的絕對值的影響很大，m的絕對值越大，有越好的消光粉定向能力。