新型流变控制剂| 2014-10-01 - 2022年世界杯分组表

几十年来，低VOC一直是研发的驱动力。在应用后降低树脂的分子量和交联以降低VOCs已成为行业的标准做法。这种低分子量漆膜的下垂也是众所周知的。在金属涂层中，金属取向也是一个重要的考虑因素。在高性能涂层中，几种流变性改进剂已用于控制凹陷和适当的金属取向。对于北美的汽车涂料，常用的是二氧化硅;而在欧洲，尿素晶体(凹陷控制剂- SCAs)的使用占主导地位，微凝胶的使用在日本很普遍。每种技术都有其优点和局限性。2022世界杯八强水位分析

边缘覆盖是高性能涂料中另一个非常重要的现象。当油漆涂在有角的物体上时，拉普拉斯压力会导致油漆从锋利的边缘流出，导致边缘覆盖不良。涂层边缘的风险，特别是对于海洋和保护涂层，已经在前面讨论过。^1、2已知具有触变行为的凹陷控制剂可以防止油漆流失，并提供更好的边缘覆盖。^3.

传统的微凝胶(mg)是通过非水分散(NAD)方法或水乳液聚合制备的交联聚合物颗粒，其交联微观结构类似于宏观聚合物网络。^4、5“微凝胶”一词最初是贝克提出的，⁶Staudinger和Husemann是第一个合成MG粒子的人。⁷Funke将MG粒径定义在亚微米范围内。⁸穆雷⁴和水斗式⁹在合成了具有类似性质的更大颗粒的基础上，将尺寸扩展到5微米。

交联聚合物颗粒的存在影响涂料的流变性能。它们提供了防止凹陷所需的平衡流动和流平，在金属表面处理中，对金属取向有有益的影响。这两种效果的最终结果是产生一个更有吸引力的表面处理，基本上没有缺陷。此外，这些交联颗粒有利于提供更好的边缘覆盖。

实验

流变控制剂

新型流变控制剂(RCAs)已被开发出来。这些是丙烯酸基交联纳米材料。它们具有独特的特性，可以提供低粘度但高效的流变控制，以平衡流动和流平。这些材料具有明确的表面和功能。表1显示了RCA样品的物理性质。

这些材料在初生形态时不表现出触变性，但是，当溶剂在薄膜形成过程中蒸发时，由于分散力和给体-受体相互作用而发生网络。这导致了粘度的有利增加，以控制过度流动，特别是在较厚的薄膜中，那里可能发生下垂，从尖锐的边缘，材料可能被拉走，导致边缘覆盖不良或没有覆盖。

凹陷的测试

简单地说，一种材料所表现出的抗跌落的程度是通过将其应用于一个薄膜厚度阶梯上的穿孔板，并测量薄膜厚度，在这个厚度上，孔的滴落长度是令人讨厌的。典型的干膜厚度，其中5毫米和10毫米凹陷发生报告;薄膜厚度越高，抗凹陷性越好。

波扫描

确定清漆外观的一般过程是在面板上涂一层黑色底漆，然后在一个膜厚楔形或一系列面板上以低、中、高膜厚涂抹清漆。面板在垂直和水平位置上进行闪光和烘烤。外观特征用BYK波扫描仪测量。BYK已经开发了一种算法，可以用工业历史上使用的术语(如图像清晰度(DOI)或橘子皮)来表达测量的胶片纹理，而且还可以在特定波长范围内表达表面结构大小。

代表性的显微镜

横断面显微镜用于测量边缘和直接相邻边缘的平坦区域的薄膜厚度。涂层部分用水平带锯切割，安装在环氧树脂和抛光。每个样品的横截面都用放大200倍的数码显微镜检查，并配有相机。在样品边缘(或附近)进行单次厚度测量，该区域似乎是薄膜厚度最低的区域。

蠕变柔量

柔度测量在受控应力流变仪上进行，以模拟重力对垂直板上湿膜的影响(在RT时为0.5和1 Pa剪切应力)。顺应性数值表明了累积的膜流量，数值越小表明抗凹陷性越好。

莎莎测量

凹陷和流平表面分析仪(SALSA)是一种光学，非接触式分析技术，用于定量干燥和固化薄膜期间的凹陷和流平。在这种方法中，一个带有仔细定义的正弦模式的薄膜被应用到一个面向60°角的表面上，并用相对于波的应用方向的线形光源照明。这种线状光从涂层表面的反射被相机记录下来，并使用图像分析软件分析波的位置和形状。波幅值的减小是水准程度的衡量，而下垂的量则由波的运动(波移)决定。流动性(粘度的倒数)可以从这些波移测量中计算出来。根据在实际条件下测量的蒸发速率，也可以将流动性与时间图转换为粘度与固体图。具体的数学处理参见文献10。

结果及讨论

rca效率高

开发一种新型RCA的主要挑战是在良好的流动和水平平衡的基础上获得良好的薄膜清晰度。图1显示了RCA涂料与SCA涂料相比的粘度行为，SCA涂料以清晰度和效率而闻名。含有sca的样品具有较强的伪塑性，而含有rca的样品的伪塑性明显较弱。图2显示了不同固体时RCA的流动曲线。可见，随着薄膜干燥固化过程中固体含量的增加，含rca的样品表现出较强的伪塑性。

图3显示了与传统的微凝胶和二氧化硅相比，RCA的凹陷性能。与微凝胶相比，RCA的效率明显提高，其性能接近二氧化硅。就外观而言，从雾度、橘皮和DOI来衡量，RCA优于二氧化硅(图4-6)。

图7显示了使用X-Rite分光光度计测量有和没有2K清漆的高固体底漆的flop指数。具有RCA的样品在基片和基片/清片上的触发器指数均优于商业样品，这表明其具有更好的金属取向和冲入性能。

横断面显微镜用于定量边缘覆盖。图8显示了角度后切割和样品如何安装和抛光分析。图9显示了有rca和没有rca的薄膜显微图。差异可以很容易地看出，没有RCA的样品显示裸边缘，而有RCA的样品在边缘处有明显的薄膜。图10是用RCA与其他流变添加剂比较的边缘干膜厚度图。rca的表现似乎与SCAs和二氧化硅一样好。

SALSA和蠕变顺应性已被用作抗凹陷性的衡量标准。图11和图12分别显示了沉降试验的蠕变顺应性和抗沉降性。从这些图中可以看出，较低的蠕变顺应性导致较好的抗凹陷性。蠕变数据还用于深入了解RCA颗粒与粘结剂系统的相互作用。图13显示了各种多元醇树脂的蠕变顺应性和溶解度参数的极性成分图。在delta蠕变和delta p之间可以看到良好的相关性，这表明RCA颗粒与极性树脂的相互作用更强。连续相的极性，即溶剂，也在这些相互作用中起作用。图14显示了高溶剂极性对增强RCA相互作用有显著影响。

颗粒大小和功能的影响

更细的颗粒尺寸，由于其增加的表面积，将影响依数性质，增强薄膜的透明度和RCA相互作用。图15显示了比较两种粒径RCA的SALSA测量结果，空白无RCA。在空白和含有rca的薄膜之间戏剧性的波动是惊人的。在闪脱和固化过程中观察到较大的位移，特别是使用极性粘合剂。使用较小的rca还可以观察到显著的性能改进。

表2显示了功能对油漆流程的影响。使用RCA颗粒，无论其功能如何，都会导致涂料流量减少(也如表所示)。具有功能F1的RCA似乎比没有功能的RCA-2或具有功能F2的RCA更有效地减少漆流。

图16和图17分别显示了树脂A和树脂B的粘度随固相增加的变化情况。有RCA的电影可以与在情节中显示为一行的空白进行比较(没有RCA)。从这些图中可以看出，RCA的作用和RCA的功能对粘度的积累有巨大的影响。

以上研究得出的机理如下。在非水体系中，界面上的相互作用可以简化为两个现象:1)色散力相互作用和2)完全不存在作为电荷相互作用的给体-受体相互作用。色散力的相互作用是众所周知的，在-7到8KT的量级(苯-苯相互作用-参考文献11)。毫无疑问，这些在RCA粒子中起作用。对于供体-受体相互作用，可以有a)电子转移到受体;B)质子转移到碱;或c)电子没有完全转移，但在分布上发生了移位。这些相互作用的大小可以接近-6kT。我们观察到的与功能性rca相互作用的增强可以归因于供体-受体效应。