涂膜缺陷问题与特殊表面效果漆之二:浮色发花与锤纹漆

2024-03-18 09:07:08

一些特殊表面效果漆,比如皱纹漆、锤纹漆、橘纹漆、裂纹漆和浮雕漆等等,其实都是特意利用一些漆膜表面缺陷机理,加上特殊的施工工艺而制造的。

今天讲浮色发花与锤纹漆。


漆膜的浮色发花现象

含一种以上颜料的涂料体系,有时会出现不均匀的颜料分离现象,称为浮色发花。

“浮色”用来描述漆膜表面外观颜色不同于底层,指施工之后的湿漆膜中颜色呈现的均匀变化,是由于多种颜料的一种或几种以较高的比例在表面上分层

“发花”用来描述漆膜外观有花斑,指在施工之后的漆膜中存在多种颜料的不均匀分布,通常呈蜂窝斑状

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漆膜浮色发花的原因:

浮色发花的物理基础—马拉罔尼(Marangoni)效应与贝纳德窝

颜料的不均匀分离过程与溶剂蒸发形成的漆料循环流有关。

当溶剂在湿膜表面挥发时,溶剂挥发使得漆料浓度增大以及溶剂挥发带走热量漆料温度下降,导致漆料表面张力增大,于是由于湿膜表面与处于湿膜下面的表面张力差,溶剂开始扩散迁移到表面以补充表面,形成马拉罔尼效应

如下图所示,漆料在湿膜内部循环从低表面张力向高表面张力运动形成一个个的通道,以至于在漆膜表面上常常形成可观察到的几何图纹,这就是贝纳德窝(Benard Cell)

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在这个过程中,颜料粒子的输送比率不同,相应会出现颜料的分离过程。例如,具有较高表面积的细粒径颜料,会更容易运送,而表面积相对低的粗粒径颜料,则更不容易运送,因此引起颜料的分离或重新分布。其最终结果,就是浮色或发花。


浮色发花的改善:

颜料粒径、密度和絮凝程度的差异对颜料的分离都有作用。例如,铬绿磁漆的蓝色浮色很大程度上是由于铁蓝颜料与相对大粒径的铬黄颜料相比,粒径过于微小的原因。另外通常应避免用细粒径炭黑调色(应当用大粒径的骨黑,灯烟炭黑或炉法炭黑),否则,由于粒径的差异,易于发生发花和浮色。 

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在上图第一种情况下,选用无机细颗粒的颜料品种,可改善解决问题。在第二种情况下,絮凝了的颜料用一种合适的润湿剂,使其解絮凝,可缓解发花或浮色。若两种解絮凝的颜料在粒子大小,密度和形状方面均差异大的话,可借助于使全部颜料产生絮凝状态以防止不同颜料的分离。 

还有一种类似的重要方法是,使用产生触变结构的添加剂,在漆膜中形成一种立体网络的结构,阻止颜料的分离。

某些涂料体系,浮色现象更易发生在高湿度条件下而不是低湿度条件下,这一事实证明,亲水性/疏水性平衡是很敏感的因素,这时调整配方增强漆膜疏水性对浮色会有帮助。

一般说来,漆膜越厚发花和浮色现象则更明显(湿漆膜厚度低于50um,很少或根本看不出颜料的这种分离)。

使用降低表面张力很厉害的助剂,比如聚甲基硅氟烷,显著漆料降低表面张力,从而缩小湿膜表里的表面张力差,一定会改善发花,但未必能克服浮色,因为发花是一种表面现象而浮色则是一种立体现象

提高漆料粘度、以蒸发较慢的溶剂代替漆料中蒸发较快的溶剂、颜料的良好研磨细度,都可使不同颜料的分离现象降至最低。


漆膜浮色发花的利用--锤纹漆

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有时候故意在涂料体系中形成可控制的涡旋状贝纳德窝花纹,以产生像锤纹漆那样的特殊效果。

为了产生均匀一致的贝纳德窝花纹,做出效果好的锤纹漆要注意下面几点:

1、漆膜必须比较薄(干膜厚度约25μm),溶剂蒸发速度必须介于中等到较快的范围,以确保既迅速产生锤纹又很快降低漆膜的流动性达到“冻结”这种锤纹的效果。

实践中常用甲苯兼顾这两方面的要求(蒸发得既不太慢,不会让图纹消失,又不太快,以致使初始的锤纹变得模糊不清)。漆膜的这种凝固不动,可防止锤纹外观受二次流动的影响而消失。

2、适当的喷涂施工技巧(雾化不要太好,以适度地产生喷溅湿涂层)。

3、漆料施工粘度稍高一些(4号福特杯30至40s)。

4、合适的基料类型(如硝酸纤维素或苯乙烯改性醇酸树脂)。

5、用超细的非浮型铝粉浆着色,可提高锤纹效果。


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