Spanish 
English 
French 
German 
Russian 
Japanese 
Korean 
Portuguese El agente nivelador es un aditivo de recubrimiento de uso común, que puede promover la formación de una película de recubrimiento lisa y uniforme durante el proceso de secado y formación de película. Existen muchos tipos de agentes niveladores, y los tipos utilizados en diferentes recubrimientos también varían.
Este artículo describirá el contenido de los agentes niveladores:
¿Qué factores afectarán las propiedades del aditivo nivelador?？
Hay muchos factores que afectan la nivelación de recubrimientos, como el gradiente de volatilidad del disolvente y la solubilidad, la tensión superficial del recubrimiento, el espesor de la película húmeda y el gradiente de tensión superficial, la reología del recubrimiento, la sensibilidad a corrientes de aire, el proceso de construcción y el ambiente, etc. El factor más importante es la superficie del recubrimiento. La tensión, el gradiente de tensión superficial producido por la película húmeda durante la formación de la película, y la capacidad de homogeneización de la tensión superficial de la capa superficial de la película húmeda. Para mejorar la nivelación de recubrimientos, es necesario considerar ajustar la formulación y agregar aditivos adecuados, de modo que los recubrimientos tengan una tensión superficial adecuada y la capacidad de una reducción fuerte de la tensión superficial.
¿Cuáles son los problemas comunes durante el recubrimiento?？
Los defectos superficiales comunes del secado y formación de película de los recubrimientos son cráteres de contracción, piel de naranja, marcas de pincel, marcas de rodillo, colgamientos, etc.
Después de aplicar el recubrimiento, hay un proceso de flujo y secado para formar la película, y luego se forma gradualmente una película de recubrimiento suave y uniforme. Si el recubrimiento La película puede lograr características suaves se llama nivelación. El cráter de contracción es uno de los defectos característicos de los recubrimientos en el proceso de nivelación y formación de película. En el proceso de construcción real, debido a la mala nivelación, aparecen marcas de pincel durante el cepillado, marcas de rodillo durante el rodado, piel de naranja durante la pulverización, y se acompañan cavidades de contracción, agujeros de alfiler, colgamientos y otros defectos superficiales durante el proceso de secado. Conocido como mala nivelación, la ocurrencia de estos fenómenos reduce las funciones decorativas y protectoras de los recubrimientos.
¿Qué es scráteres de contracción?
Shrinkage crater refers to the irregular, bowl-shaped small depressions formed on the coating film, which make the coating film lose its smoothness. It is often centered on a drop or a small piece of impurities, and a ring-shaped edge is formed around it. From the point of view of leveling, it is a special “point” unevenness, which is generated on the surface of the coating film. Its shape can be divided into the flat, crater, point, bottom-out, bubble formula, etc.
Agentes niveladores anti-contracción comúnmente utilizados
1. Agentes niveladores a base de disolventes
Los agentes niveladores a base de disolventes son principalmente mezclas de disolventes de alto punto de ebullición.
Solo puede mejorar la nivelación añadiendo disolvente para reducir la viscosidad, lo que reducirá los sólidos del recubrimiento y causará problemas como colgamiento. O mantener el contenido de disolvente, solo agregar disolvente de alto punto de ebullición para ajustar la velocidad de volatilización y mejorar la nivelación, y el tiempo de secado también se extiende en consecuencia. Por lo tanto, ambas opciones no son ideales.
Solo es apropiada la adición de una mezcla de disolventes de alto punto de ebullición que muestre varias propiedades incrementales (índice de volatilidad, curva de destilación, poder disolvente). Los componentes principales del agente nivelador son varias mezclas de disolventes con alto punto de ebullición, que tienen buena solubilidad y también son buenos agentes humectantes para pigmentos. Los recubrimientos de curado a temperatura ambiente causan marcas de pincel debido a que el disolvente se volatiliza demasiado rápido, la viscosidad del recubrimiento aumenta demasiado rápido y dificulta el flujo, y la volatilización del disolvente conduce a cavidades de contracción causadas por la mala solubilidad del material base, o marcas de ebullición y ampollas en recubrimientos horneados. Por lo tanto, el uso de tales aditivos es muy efectivo. Además, el uso de un agente nivelador de alto punto de ebullición para ajustar la velocidad de volatilización también puede superar los males del blanqueamiento.
2. Resinas de cadena larga
Se utilizan comúnmente resinas de cadena larga con compatibilidad restringida, como el ácido poliacrílico y la celulosa vinil butílica.
Tienen baja tensión superficial, lo que puede reducir la tensión superficial entre el recubrimiento y el sustrato y mejorar la humectabilidad del recubrimiento sobre el sustrato, excluir las moléculas de gas adsorbidas en la superficie del sólido recubierto, evitar que las moléculas de gas adsorbidas sean excluidas demasiado tarde y formen cavidades, agujeros de contracción, piel de naranja y otros defectos en la superficie de la película de recubrimiento curada; además, no son completamente compatibles con la resina y pueden migrar rápidamente a la superficie para formar una monocapa molecular para asegurar que la superficie. Además, no están completamente mezclados con la resina y pueden migrar rápidamente a la superficie para formar una monocapa molecular para asegurar que la tensión superficial sea homogénea, aumentando el efecto anti-cráteres, mejorando así la suavidad de la superficie de la película. El agente nivelador de poliacrilato se puede dividir en poliacrilato puro, poliacrilato modificado (o combinado con silicona), resina alcalina acrílica, etc. La compatibilidad del agente nivelador de poliacrilato puro con resina epoxi común, resina de poliéster o poliuretano y otras resinas de recubrimiento es muy pobre, la aplicación formará una película de recubrimiento neblinosa. Para mejorar la compatibilidad, se suelen usar copolímeros con mejor compatibilidad.
3. Resinas de silicona de cadena larga
Las resinas de silicona de cadena larga comúnmente utilizadas con compatibilidad limitada incluyen polidimetilsiloxano, polimetilfenilsiloxano, polisiloxano modificado orgánicamente y similares.
Estas sustancias pueden mejorar la humectabilidad del sustrato y controlar el flujo superficial, lo que puede mejorar el efecto de nivelación. Cuando el solvente se evapora, la resina de silicona forma una capa monomolecular en la superficie de la película de recubrimiento para mejorar el brillo de la película. Los polisiloxanos modificados se pueden dividir en siliconas modificadas con poliéter, siliconas modificadas con poliéster y siliconas reactivas. La introducción de grupos orgánicos ayuda a mejorar la compatibilidad de los polisiloxanos y las resinas de recubrimiento sin incompatibilidad ni efectos secundarios, incluso si se aumenta la concentración. El polisiloxano modificado puede reducir la tensión interfacial entre el recubrimiento y el sustrato, mejorar la humectabilidad del sustrato, mejorar la adhesión, prevenir la floración, la piel de naranja, reducir las cavidades de contracción, los agujeros de alfiler y otras enfermedades superficiales de la película de recubrimiento.
Los tensioactivos a base de flúor, cuyos componentes principales son poliolefinas polifluoradas, tienen buena compatibilidad y actividad superficial con muchas resinas y disolventes. Ayudan a mejorar la humectación, los agentes dispersantes y la nivelación, y también pueden ajustar la velocidad de evaporación del disolvente en pinturas a base de disolventes.
¿Por qué usar agentes niveladores en formulaciones de pintura?
La función principal de la pintura es decorar y proteger. Si ocurren defectos de flujo y nivelación, no solo afectan la apariencia sino que también perjudican la función protectora. La formación de agujeros de contracción puede provocar un espesor de película inadecuado y los agujeros de alfiler pueden provocar discontinuidad, lo que puede reducir las propiedades protectoras de la película de pintura.
En el proceso de construcción y formación de la película, ocurrirán algunos cambios físicos y químicos; estos cambios y la naturaleza de la pintura misma afectarán significativamente el flujo y la nivelación de la pintura.
Después de aplicar el recubrimiento, aparecerán nuevas interfaces, típicamente la interfaz líquido/sólido entre el recubrimiento y el sustrato y la interfaz líquido/aire entre el recubrimiento y el aire. Supongamos que la tensión interfacial en la interfaz líquido/sólido entre la pintura y el sustrato es mayor que la tensión superficial crítica del sustrato. En ese caso, la pintura no podrá extenderse sobre el sustrato y producirá naturalmente defectos de nivelación como ojos de pescado y contracción.
La evaporación de los solventes durante el proceso de secado provoca diferencias en temperatura, densidad y tensión superficial entre la superficie y el interior de la película de pintura, lo que a su vez conduce a movimientos turbulentos dentro de la película, dando como resultado el llamado vórtice de Benard, que puede provocar piel de naranja. Pueden conducir a hinchamiento y florecimiento, y a filigrana en superficies verticales.
A veces se producen partículas insolubles durante el secado de la película de pintura, lo que puede llevar a la formación de gradientes de tensión superficial, a menudo resultando en la formación de contracción en la película de pintura. Por ejemplo, en sistemas de curado reticulado, donde la formulación contiene más de una resina, pueden formarse partículas insolubles formadas a partir de resinas menos solubles a medida que el solvente se evapora durante el proceso de secado. Además, en formulaciones que contienen surfactantes, si el surfactante es incompatible con el sistema, o si su concentración cambia a medida que el solvente se evapora durante el secado, lo que lleva a cambios en la solubilidad y la formación de gotitas incompatibles, también puede formarse una diferencia de tensión superficial. Todo esto puede llevar a la creación de orificios de contracción.
La presencia de contaminantes externos durante el proceso de construcción y formación de película de un recubrimiento también puede llevar a defectos de nivelación como contracción y ojos de pescado ojos. Estos contaminantes suelen ser aceite, polvo, niebla de pintura, vapor de agua, etc., del aire, herramientas de construcción y sustratos.
La naturaleza de la propia pintura, como la viscosidad de trabajo y el tiempo de secado, también puede tener un efecto significativo en el nivelado final de la película de pintura. Una viscosidad de aplicación demasiado alta y un tiempo de secado demasiado corto suelen producir una superficie mal nivelada.
Por lo tanto, es necesario ayudar a la pintura a obtener un buen flujo mediante la adición de aditivos niveladores, ajustando la pintura a algunos cambios que ocurren durante la construcción y la formación de la película, y por la naturaleza de la pintura.
¿Cuáles son los tipos de agentes niveladores?？
Los agentes niveladores se dividen aproximadamente en dos categorías. Una es ajustando la viscosidad y el tiempo de nivelación de la película de pintura, la otra es ajustando las propiedades superficiales de la película de pintura.
1. Ajustar la viscosidad y el tiempo de nivelación
La mayoría de estos agentes niveladores son algunos disolventes orgánicos de alto punto de ebullición o sus mezclas, como isoforona, alcohol de diacetona, Solvesso150, etc.
2. Ajustar las propiedades superficiales
Generalmente, el agente nivelador se refiere principalmente a este tipo de agente nivelador. Este tipo de agente nivelador migra a la superficie de la película de pintura mediante una compatibilidad limitada, afecta las propiedades superficiales como la tensión interfacial de la película de pintura y permite que la película de pintura obtenga un buen nivelado.
Según las diferentes estructuras químicas, existen tres tipos principales de agentes niveladores: acrílico, silicona y fluorocarbono.
●Agente nivelador acrílico
Los agentes niveladores acrílicos incluyen agentes niveladores acrílicos puros y agentes niveladores acrílicos modificados.
Los agentes niveladores acrílicos puros incluyen agentes niveladores acrílicos no reactivos tradicionales y nuevos agentes niveladores acrílicos reactivos que contienen grupos de energía de tubo. Esta es una clase. de homopolímeros o copolímeros acrílicos con pesos moleculares variables. Este tipo de agente nivelador solo reduce ligeramente la tensión superficial de la pintura, pero puede equilibrar la diferencia en la tensión superficial de la película de pintura para obtener una superficie de película de pintura verdaderamente plana, similar a un espejo. Si el peso molecular es lo suficientemente alto, dichos agentes niveladores también tienen un efecto desgasificador y antiespumante. Las desventajas de los agentes niveladores acrílicos no reactivos tradicionales son los productos de alto peso molecular, que pueden causar turbidez en la película de pintura, y los productos de bajo peso molecular, que pueden reducir la dureza superficial de la película de pintura. Los agentes niveladores acrílicos que contienen grupos funcionales reactivos pueden resolver muy bien esta contradicción, proporcionando un buen nivelado sin generar turbidez ni reducir la dureza superficial, y a veces aumentando la dureza superficial.
Los principales tipos de agentes niveladores acrílicos modificados son los agentes niveladores acrílicos modificados con flúor y los agentes niveladores acrílicos modificados con fosfato. A diferencia del acrílico puro Los agentes niveladores, específicamente los agentes niveladores acrílicos modificados, pueden reducir significativamente la tensión superficial de los recubrimientos, lo que resulta en una buena humectación del sustrato junto con propiedades de nivelación.
●Agente nivelador de silicona
Los agentes niveladores de silicona tienen dos propiedades notables: en primer lugar, pueden reducir considerablemente la tensión superficial del recubrimiento, mejorar la capacidad de extensión sobre el sustrato y la fluidez de la película de pintura, y eliminar el vórtice de Benard para evitar el florecimiento. La capacidad de reducir la tensión superficial depende de su estructura química. Otra característica destacable es la mejora en la suavidad del recubrimiento, la resistencia al rayado y al bloqueo. La desventaja de este tipo de agente nivelador es la tendencia a la estabilización de espuma, lo cual afecta la adhesión entre capas, y algunos también contaminan el entorno de aplicación, como los hornos. Existen tres tipos principales en cuanto a su estructura: polidimetilsiloxano, polimetilalquisiloxano, polisiloxano organomodificado, siendo el polisiloxano organomodificado el más importante; el polidimetilsiloxano puro y los alcanos ahora se utilizan raramente debido a su escasa compatibilidad con los sistemas de recubrimiento.
●Agente nivelador de fluorocarbono
Los agentes niveladores de fluorocarbono se caracterizan por su alta eficacia, pero son costosos. Generalmente se emplean cuando los agentes niveladores acrílicos y de silicona no pueden cumplir su función. Sin embargo, también tienden a estabilizar la espuma y afectan la adhesión entre capas.
Aplicación del agente nivelador
Para un sistema de formulación determinado, se debe seleccionar el tipo adecuado de agente nivelador según las propiedades de la formulación y el rendimiento deseado del nivelador.
1. Sistema de recubrimiento a base de solventes
Los agentes niveladores acrílicos se utilizan comúnmente en formulaciones de imprimación y capas intermedias. Si se requiere desgasificación y humectabilidad del sustrato,
seleccione un agente nivelador acrílico de peso molecular medio o alto. En las imprimaciones, si se necesita una mayor humectación del sustrato, pueden considerarse agentes niveladores de silicona y agentes niveladores acrílicos modificados (como los agentes niveladores acrílicos modificados con flúor y los niveladores modificados con éster fosfato) que puedan reducir significativamente la tensión superficial. Si el agente nivelador de silicona y el agente nivelador acrílico modificado con flúor presentan efectos secundarios, como estabilizar la espuma y afectar la adhesión entre capas, debe utilizarse el agente nivelador acrílico modificado con fosfato.
En la formulación de capas superiores y barnices transparentes, los requisitos para la apariencia de la película de pintura son relativamente altos. Por lo general, puede emplearse un agente nivelador acrílico de bajo peso molecular, lo que proporciona buenas propiedades de nivelación y no es propenso a producir neblina en la película de pintura. En los sistemas de curado por reticulación, el uso de agentes niveladores acrílicos que contienen grupos funcionales reactivos a menudo logra una mejor nivelación y mejora las propiedades físicas y químicas de la película de pintura. Si se requiere que la película de pintura tenga una mejor fluidez, suavidad y resistencia al rayado, es necesario un agente nivelador de silicona. En este caso, lo ideal es utilizar un agente nivelador de silicona junto con un agente nivelador acrílico.
Cabe señalar que, cuando se aplica sobre una superficie vertical, el agente nivelador de silicona puede reducir efectivamente la tendencia al escurrimiento del recubrimiento mientras proporciona rendimiento de nivelación. Además, los agentes niveladores de silicona deben usarse con precaución en formulaciones de pinturas metálicas brillantes, ya que pueden provocar una disposición irregular de los pigmentos de aluminio en escamas, lo que resulta en un color desigual de la película de pintura.
2. Sistema de recubrimiento en polvo
El proceso de nivelación de los recubrimientos en polvo se divide en dos etapas: la primera es la fusión de las partículas de polvo, y la segunda es cuando las partículas de polvo fundidas fluyen para formar una película de pintura lisa. Los recubrimientos en polvo no contienen solventes y no generan gradientes de tensión superficial durante la formación de la película; la nivelación está más relacionada con la humectación del sustrato.
Los agentes niveladores acrílicos se utilizan con frecuencia en recubrimientos en polvo. Si el agente nivelador se encuentra en estado líquido, debe preelaborarse como una mezcla maestra antes de su uso. También existen agentes niveladores acrílicos en forma de polvo, especialmente diseñados para recubrimientos en polvo. Este tipo de producto adsorbe agentes niveladores acrílicos líquidos sobre polvo de sílice, y algunos niveladores de menor calidad se adsorben con carbonato de calcio.
Si el recubrimiento en polvo requiere suavidad y resistencia al rayado, es necesario utilizar un agente nivelador de silicona. Existen agentes niveladores de silicona específicos para recubrimientos en polvo que han sido elaborados en forma de polvo. Al emplear agentes niveladores de silicona, se debe tener cuidado para evitar la formación de contracciones.
3. Sistema de recubrimiento al agua
Los sistemas de recubrimiento al agua se dividen en sistemas hidrosolubles y sistemas de látex.
En los sistemas hidrosolubles, es necesario reducir fuertemente la tensión superficial del sistema; los agentes niveladores más utilizados son los de silicona y los de fluorocarbono, que cumplen la misma función que en los sistemas de recubrimiento a base de solventes. Por supuesto, si se requiere una superficie verdaderamente plana, son necesarios agentes niveladores acrílicos para sistemas acuosos.
Para el sistema de látex, el mecanismo de formación de película es completamente diferente y la viscosidad no cambia con la evaporación del solvente. El uso de un agente nivelador en la formulación puede mejorar la humectabilidad del sustrato en los recubrimientos para bobinas. Los agentes niveladores acrílicos pueden mejorar la suavidad de la película de pintura, pero las principales propiedades de flujo del recubrimiento se controlan y ajustan en mayor medida mediante la adición de agentes de control reológico.
