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Portuguese L'agent de nivellement est un additif de revêtement couramment utilisé, qui permet de favoriser la formation d'une pellicule de revêtement lisse et uniforme lors du processus de séchage et de formation du film. Il existe de nombreux types d'agents de nivellement, et les types utilisés dans les différents revêtements varient également.
Cet article décrira le contenu des agents de nivellement:
Quels facteurs affecteront les propriétés des additifs de nivellement？
Il existe de nombreux facteurs affectant le nivellement des revêtements, tels que le gradient de volatilité du solvant et la solubilité, la tension superficielle du revêtement, l'épaisseur du film humide et le gradient de tension superficielle, la rhéologie du revêtement, la sensibilité aux courants d'air, le processus de construction et l'environnement, etc. Le facteur le plus important est la surface du revêtement. Tension, le gradient de tension superficielle produit par le film humide lors de la formation du film, et la capacité d'homogénéisation de la tension superficielle de la couche superficielle du film humide. Pour améliorer le nivellement des revêtements, il est nécessaire d'envisager d'ajuster la formulation et d'ajouter des additifs appropriés, afin que les revêtements aient une tension superficielle appropriée et la capacité d'un réduction importante de la tension superficielle.
Quels sont les problèmes courants lors du revêtement？
Les défauts de surface courants lors du séchage et de la formation du film de revêtement sont les cratères de rétraction, la peau d'orange, les marques de pinceau, les marques de rouleau, l'affaissement, etc.
Après l'application du revêtement, il y a un processus de flux et de séchage pour former un film, puis un film de revêtement lisse et uniforme se forme progressivement. Que le revêtement La capacité du film à obtenir des caractéristiques de lissé est appelée nivellement. Le cratère de rétraction est l'un des défauts caractéristiques des revêtements lors du processus de nivellement et de formation du film. Dans le processus de construction réel, en raison d'un mauvais nivellement, des marques de pinceau apparaissent lors du brossage, des marques de rouleau lors du roulage, une peau d'orange lors de la pulvérisation, et des cavités de rétraction, des piqûres, des coulures et d'autres défauts de surface accompagnent le processus de séchage. Connu sous le nom de mauvais nivellement, l'apparition de ces phénomènes réduit les fonctions décoratives et protectrices des revêtements.
Qu'est-ce que scratères de rétraction ?
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.
Agents de nivellement anti-retrait couramment utilisés
1. Agents de nivellement à base de solvants
Les agents de nivellement à base de solvants sont principalement des mélanges de solvants à point d'ébullition élevé.
Ils ne peuvent améliorer le nivellement qu'en ajoutant du solvant pour réduire la viscosité, ce qui réduira les solides du revêtement et entraînera des problèmes tels que l'affaissement. Ou maintenir la teneur en solvant, n'ajouter qu'un solvant à point d'ébullition élevé pour ajuster la vitesse de volatilisation afin d'améliorer le nivellement, et le temps de séchage est également prolongé en conséquence. Par conséquent, les deux options ne sont pas idéales.
Seule l'ajout d'un mélange de solvants à point d'ébullition élevé qui présente diverses propriétés incrémentielles (indice de volatilité, courbe de distillation, pouvoir solvant) est approprié. Les principaux composants de l'agent de nivellement sont divers solvants mélangés à point d'ébullition élevé, qui ont une bonne solubilité et sont également de bons agents mouillants pour les pigments. Les revêtements durcissant à température ambiante provoquent des marques de pinceau en raison de la volatilisation trop rapide du solvant, la viscosité du revêtement augmente trop rapidement et entrave l'écoulement, et la volatilisation du solvant entraîne des cavités de rétraction causées par la faible solubilité du matériau de base, ou des marques d'ébullition et des cloques dans les revêtements de cuisson. Par conséquent, l'utilisation de tels additifs est très efficace. De plus, l'utilisation d'un agent de nivellement à point d'ébullition élevé pour ajuster la vitesse de volatilisation peut également surmonter les maux du blanchiment.
2. Résines à longue chaîne
Des résines à longue chaîne à compatibilité restreinte sont couramment utilisées, telles que l'acide polyacrylique et la cellulose vinyl butylique.
Elles ont une faible tension superficielle, ce qui peut réduire la tension superficielle entre le revêtement et le substrat et améliorer la mouillabilité du revêtement sur le substrat, exclure les molécules de gaz adsorbées à la surface du solide revêtu, empêcher les molécules de gaz adsorbées d'être exclues trop tard et de former des cavités, des trous de rétraction, une peau d'orange et d'autres défauts à la surface du film de revêtement durci ; de plus, elles ne sont pas entièrement compatibles avec la résine et peuvent migrer rapidement vers la surface pour former une monocouche moléculaire afin d'assurer que la surface. De plus, elles ne sont pas complètement mélangées à la résine et peuvent migrer rapidement vers la surface pour former une monocouche moléculaire afin d'assurer que la tension superficielle est homogène, augmentant ainsi l'effet anti-cratères, améliorant ainsi la douceur de la surface du film. L'agent de nivellement polyacrylate peut être divisé en polyacrylate pur, polyacrylate modifié (ou combiné avec du silicone), résine alcaline acrylique, etc. L'agent de nivellement polyacrylate pur avec résine époxy ordinaire, polyester, etc. La compatibilité de l'agent de nivellement polyacrylate pur avec les résines de revêtement ordinaires comme la résine époxy, la résine polyester ou le polyuréthane est très mauvaise, l'application formera un film de revêtement brumeux. Afin d'améliorer la compatibilité, des copolymères avec une meilleure compatibilité sont généralement utilisés.
3. Résines de silicone à longue chaîne
Les résines de silicone à longue chaîne couramment utilisées avec une compatibilité limitée comprennent le polydiméthylsiloxane, le polyméthylphénylsiloxane, le polysiloxane modifié par des organiques, et autres.
Ces substances peuvent améliorer la mouillabilité du substrat et contrôler l'écoulement de surface, ce qui peut améliorer l'effet de nivellement. Lorsque le solvant s'évapore, la résine de silicone forme une couche monomoléculaire à la surface du film de revêtement pour améliorer la brillance du film de revêtement. Les polysiloxanes modifiés peuvent être divisés en silicones modifiées par polyéther, silicones modifiées par polyester et silicones réactives. L'introduction de groupes organiques aide à améliorer la compatibilité des polysiloxanes et des résines de revêtement sans incompatibilité ni effets secondaires même si la concentration est augmentée. Le polysiloxane modifié peut réduire la tension interfaciale entre le revêtement et le substrat, améliorer la mouillabilité du substrat, améliorer l'adhérence, prévenir le blanchiment, la peau d'orange, réduire les cavités de rétraction, les piqûres et autres maladies de surface du film de revêtement.
Les tensioactifs à base de fluor, dont les principaux composants sont des polyoléfines polyfluorées, ont une bonne compatibilité et une bonne activité de surface avec de nombreuses résines et solvants. Ils aident à améliorer le mouillage, les agents de dispersion et le nivellement, et peuvent également ajuster la vitesse d'évaporation du solvant dans les peintures à base de solvants.
Pourquoi utiliser des agents de nivellement dans les formulations de peinture ?
La fonction principale de la peinture est de décorer et de protéger. Si des défauts d'écoulement et de nivellement se produisent, ils affectent non seulement l'apparence mais aussi la fonction protectrice. La formation de trous de rétraction peut entraîner une épaisseur de film inadéquate et les piqûres peuvent entraîner une discontinuité, ce qui peut réduire les propriétés protectrices du film de peinture.
Au cours du processus de construction et de formation du film, certains changements physiques et chimiques se produiront, ces changements et la nature de la peinture elle-même affecteront considérablement l'écoulement et le nivellement de la peinture.
Après l'application du revêtement, de nouvelles interfaces apparaissent, généralement l'interface liquide/solide entre le revêtement et le substrat et l'interface liquide/air entre le revêtement et l'air. Supposons que la tension interfaciale à l'interface liquide/solide entre la peinture et le substrat soit supérieure à la tension superficielle critique du substrat. Dans ce cas, la peinture ne pourra pas s'étaler sur le substrat et produira naturellement des défauts de nivellement tels que des yeux de poisson et des rétractions.
L'évaporation des solvants pendant le processus de séchage entraîne des différences de température, de densité et de tension superficielle entre la surface et l'intérieur du film de peinture, ce qui conduit à son tour à des mouvements turbulents au sein du film, résultant en ce que l'on appelle le vortex de Benard, qui peut conduire à un effet de peau d'orange. Ils peuvent entraîner des gonflements et des blanchiments, ainsi que des filigranes sur les surfaces verticales.
Des particules insolubles sont parfois produites lors du séchage du film de peinture, ce qui peut conduire à la formation de gradients de tension superficielle, entraînant souvent la formation de retraits dans le film de peinture. Par exemple, dans les systèmes de durcissement réticulé, où la formulation contient plus d'une résine, des particules insolubles peuvent être formées à partir de résines moins solubles lorsque le solvant s'évapore pendant le processus de séchage. De plus, dans les formulations contenant des tensioactifs, si le tensioactif est incompatible avec le système, ou si sa concentration change lorsque le solvant s'évapore pendant le séchage, entraînant des modifications de la solubilité et la formation de gouttelettes incompatibles, une différence de tension superficielle peut également se former. Tous ces phénomènes peuvent conduire à la création de trous de retrait.
La présence de contaminants externes pendant le processus de construction et de formation du film d'un revêtement peut également entraîner des défauts de nivellement tels que des retraits et des yeux de poisson. Ces contaminants sont généralement de l'huile, de la poussière, des brouillards de peinture, de la vapeur d'eau, etc., provenant de l'air, des outils de construction et des substrats.
La nature même de la peinture, telle que la viscosité de travail et le temps de séchage, peut également avoir un effet significatif sur le nivellement final du film de peinture. Une viscosité d'application trop élevée et un temps de séchage trop court produiront généralement une surface mal nivelée.
Par conséquent, il est nécessaire d'aider la peinture à obtenir un bon écoulement en ajoutant des additifs de nivellement, en ajustant la peinture à certains changements qui se produisent pendant la construction et la formation du film, ainsi qu'en fonction de la nature de la peinture.
Quels sont les types d'agents de nivellement？
Les agents de nivellement sont grosso modo divisés en deux catégories. L'une consiste à ajuster la viscosité et le temps de nivellement du film de peinture, l'autre à ajuster les propriétés de surface du film de peinture.
1. Ajuster la viscosité et le temps de nivellement
La plupart de ces agents de nivellement sont des solvants organiques à point d'ébullition élevé ou leurs mélanges, tels que l'isophorone, l'alcool de diacétone, le Solvesso150, etc.
2. Ajuster les propriétés de surface
De manière générale, l'agent nivelant fait principalement référence à ce type d'agent nivelant. Ce type d'agent nivelant migre à la surface du film de peinture par compatibilité limitée, affecte les propriétés de surface telles que la tension interfaciale du film de peinture et permet au film de peinture d'obtenir un bon nivellement.
Selon les différentes structures chimiques, il existe trois principaux types d'agents nivelants : acrylique, silicone et fluorocarbone.
●Agent de nivellement acrylique
Les agents nivelants acryliques comprennent les agents nivelants acryliques purs et les agents nivelants acryliques modifiés.
Les agents nivelants acryliques purs comprennent les agents nivelants acryliques non réactifs traditionnels et les nouveaux agents nivelants acryliques réactifs contenant des groupes énergétiques tubulaires. Il s'agit d'une classe d'homopolymères ou de copolymères acryliques de masses moléculaires variables. Ce type d'agent nivelant ne réduit que légèrement la tension superficielle de la peinture, mais peut équilibrer la différence de tension superficielle du film de peinture pour obtenir une surface de film de peinture vraiment plate, semblable à un miroir. Si la masse moléculaire est suffisamment élevée, ces agents nivelants ont également un effet de dégazage et de démoussage. Les inconvénients des agents nivelants acryliques non réactifs traditionnels sont les produits de masse moléculaire élevée, qui peuvent provoquer un voile dans le film de peinture, et les produits de faible masse moléculaire, qui peuvent réduire la dureté de surface du film de peinture. Les agents nivelants acryliques contenant des groupes fonctionnels réactifs peuvent résoudre très bien cette contradiction, offrant un bon nivellement sans générer de voile ni réduire la dureté de surface, et parfois même augmenter la dureté de surface.
Les principaux types d'agents nivelants acryliques modifiés sont les agents nivelants acryliques modifiés au fluor et les agents nivelants acryliques modifiés au phosphate. Contrairement aux agents nivelants acryliques purs les agents nivelants acryliques modifiés peuvent réduire considérablement la tension superficielle des revêtements, ce qui entraîne un bon mouillage du substrat ainsi que des propriétés de nivellement.
●Agent de nivellement silicone
Les agents nivelants en silicone présentent deux propriétés notables. Premièrement, ils peuvent réduire considérablement la tension superficielle du revêtement, améliorer la capacité de pénétration du substrat du revêtement et la fluidité du film de peinture, et éliminer le vortex de Bénard pour éviter l'efflorescence. La capacité à abaisser la tension superficielle dépend de sa structure chimique. Une autre caractéristique notable est l'amélioration de la douceur du revêtement, de la résistance aux rayures et de la résistance au blocage. L'inconvénient de ce type d'agent nivelant est la tendance à la stabilisation de la mousse, ce qui affecte l'adhérence entre les couches, et certaines polluent également l'environnement de construction comme les fours. Il existe trois principaux types de sa structure : polydiméthylsiloxane, polyméthylalkylsiloxane, polysiloxane modifié organique, le polysiloxane modifié organique étant le plus important, le polydiméthylsiloxane pur. L'alcane est maintenant rarement utilisé en raison de sa faible compatibilité avec les systèmes de revêtement.
●Agent de nivellement fluorocarboné
Les agents nivelants fluorocarbonés se caractérisent par une grande efficacité, mais sont chers. Ils sont généralement utilisés lorsque les agents nivelants acryliques et les agents nivelants en silicone sont difficiles à fonctionner. Cependant, ils ont également tendance à stabiliser la mousse et à affecter l'adhérence entre les couches.
Application de l'agent de nivellement
Pour un système de formulation donné, le type d'agent nivelant approprié doit être sélectionné en fonction des propriétés de la formulation et des performances souhaitées de l'agent nivelant.
1. Système de revêtement à base de solvant
Les agents nivelants acryliques sont couramment utilisés dans les formulations d'apprêt et de couche intermédiaire. Si le dégazage et la mouillabilité du substrat sont requis, le
Choisissez un agent nivelant acrylique de masse moléculaire moyenne ou élevée. Dans les apprêts, si un mouillage plus fort du substrat est requis, on peut envisager des agents nivelants en silicone et des agents nivelants acryliques modifiés (tels que les agents nivelants acryliques modifiés au fluor et les agents nivelants modifiés par ester phosphorique) qui peuvent réduire considérablement la tension superficielle. Si l'agent nivelant en silicone et l'agent nivelant acrylique modifié au fluor ont des effets secondaires tels que la stabilisation de la mousse et l'affectation de l'adhérence entre les couches, l'agent nivelant acrylique modifié au phosphate doit être utilisé.
Dans la formulation de la couche de finition et de la couche transparente, les exigences relatives à l'apparence du film de peinture sont relativement élevées. Généralement, un agent nivelant acrylique de faible masse moléculaire peut être utilisé, ce qui permettra d'obtenir de bonnes propriétés de nivellement, et il n'est pas facile de produire un voile dans le film de peinture. Dans le système de durcissement par réticulation, l'utilisation d'agents nivelants acryliques contenant des groupes fonctionnels réactifs permet souvent d'obtenir un meilleur nivellement et d'améliorer les propriétés physiques et chimiques du film de peinture. Si le film de peinture doit avoir une meilleure fluidité ou douceur et une meilleure résistance aux rayures, un agent nivelant en silicone est nécessaire. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser un agent nivelant en silicone et un agent nivelant acrylique.
Il convient de souligner que, lorsqu'il est appliqué sur une surface verticale, l'agent nivelant en silicone peut efficacement réduire la tendance au coulissement du revêtement tout en offrant des performances de nivellement. De plus, les agents nivelants en silicone doivent être utilisés avec prudence dans les formulations de peinture à paillettes métalliques, car ils peuvent entraîner une disposition irrégulière des pigments d'aluminium en flocons, ce qui entraîne une couleur irrégulière du film de peinture.
2. Système de revêtement en poudre
Le processus de nivellement des revêtements en poudre est divisé en deux étapes. La première étape est la fusion des particules de poudre, et la deuxième étape est lorsque les particules de poudre fondent et s'écoulent pour former un film de peinture lisse. Les revêtements en poudre sont sans solvant et ne produisent pas de gradients de tension superficielle lors de la formation du film, et le nivellement est davantage lié au mouillage du substrat.
Les agents de nivellement acryliques sont souvent utilisés dans les revêtements en poudre. Si l'agent de nivellement est à l'état liquide, il doit être préfabriqué en un lot maître avant utilisation. Il existe également des agents de nivellement acryliques sous forme de poudre, spécialement conçus pour les revêtements en poudre. Ce type de produit adsorbe les agents de nivellement acryliques liquides sur de la poudre de silice, et certains agents de nivellement de qualité inférieure sont adsorbés avec du carbonate de calcium.
Si le revêtement en poudre nécessite de la douceur et une résistance aux rayures, il est nécessaire d'utiliser un agent de nivellement silicone. Il existe des agents de nivellement silicone spécialement utilisés pour les revêtements en poudre qui ont été transformés en poudre. Lors de l'utilisation d'agents de nivellement silicone, il faut veiller à éviter la formation de cavités de retrait.
3. Système de revêtement à base d'eau
Les systèmes de revêtement à base d'eau sont divisés en systèmes hydrosolubles et systèmes latex.
Dans les systèmes hydrosolubles, il est nécessaire de réduire fortement la tension superficielle du système. Les agents de nivellement les plus couramment utilisés sont les agents de nivellement silicone et les fluorocarbures, qui jouent le même rôle que dans les systèmes de revêtement à solvant. Bien sûr, si une surface vraiment plane est requise, des agents de nivellement acryliques pour systèmes aqueux sont nécessaires.
Pour le système latex, le mécanisme de formation de film est complètement différent, et la viscosité ne change pas avec la volatilisation du solvant. L'utilisation d'un agent de nivellement dans la formulation peut améliorer la mouillabilité du substrat des revêtements en bobine. Les agents de nivellement acryliques peuvent améliorer la douceur du film de peinture, mais les principales propriétés d'écoulement du revêtement sont davantage contrôlées et ajustées par l'ajout d'agents de contrôle rhéologique.
