在涂料的涂布及成膜過程中出現(xiàn)的問題很多都是流變學(xué)與表面化學(xué)的基本問題。因此有必要結(jié)合涂料的特點(diǎn)來予以介紹。
1、涂料中的流變學(xué)問題
流變學(xué)是研究流動(dòng)和變形的科學(xué)。涂料的制備和應(yīng)用與流變學(xué)關(guān)系很大。流變學(xué)的內(nèi)容很廣,流動(dòng)現(xiàn)象非常之復(fù)雜,分析它需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)。我們這里只簡(jiǎn)要介紹和涂料有關(guān)的內(nèi)容。
流體的類型—粘度的定義與牛頓型流體:
所謂粘度就是抗拒液體流動(dòng)的一種量度。使液體流動(dòng)的力有剪切力和拉伸力。液體的剪切粘度定義為:η=τ/D式中的τ為剪切力。D為剪切速率。τ的單位是Pa,D的單位是1/s,η的單位是Pa·s以前常用的單位叫P(dyn·s/cm2):1Pa·s=10P這是絕對(duì)粘度。
改變溫度、剪切力、剪切率甚至改變時(shí)間都有可能改變其粘度值。只有所謂牛頓型的液體能夠在一定溫度下保持一定的粘度,這是一種理想的液體,它在剪切率變化時(shí),粘度保持恒定。涂料的許多原材料如水、溶劑、礦物油和某些樹脂(低分子量)的溶液都是牛頓型液體。涂料的流動(dòng)性是非牛頓型的。
2、涂料施工中的表面張力問題
涂料施工后,有的流平很好,有的則會(huì)發(fā)生各種弊病,這些現(xiàn)象大多和表面張力有關(guān)。
①流平
如前所述,流平力來自表面張力,流平可以減少液體的表面積;在涂層的薄處,氣體揮發(fā)得相對(duì)較快,表面張力上升得快,周圍高處的涂料有向其鋪展的趨向。涂料在固化之前應(yīng)有足夠的流動(dòng)時(shí)間,以保證流平。
厚邊現(xiàn)象:涂層的邊緣表面較大,揮發(fā)得較快,因此溫度下降,表面張力升高,附近的涂料自動(dòng)向其鋪展,于是形成邊緣變厚的現(xiàn)象。
②縮孔現(xiàn)象
濕的涂層上若落上一滴表面張力低的液體,如烘箱中凝聚后滴下的溶劑或臟物(如油),可使鄰近的涂料表面張力降低,并向周圍表面張力較高處鋪展,于是形成一個(gè)火山口的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為縮孔。
縮孔現(xiàn)象
③桔子皮現(xiàn)象
桔子皮現(xiàn)象是指涂層表面微微地起伏不平,形狀如桔皮的情況。形成桔皮的原因很多,例如在噴涂時(shí),噴槍的距離控制不好或涂料和溶劑配合不好,霧化情況不好等都可引起桔皮。噴涂時(shí),霧化的小滴經(jīng)過較長的距離,溶劑揮發(fā)很多后,落在濕膜上,由于這種小滴濃度高,表面張力大,周圍的涂料便自動(dòng)向此小滴鋪展,于是形成突起。桔子皮現(xiàn)象也和所謂的貝納爾漩流窩有關(guān)。