涂料的触变性在改善涂层外观方面的作用（一）

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为了获得具有高品质外观的光滑涂层，在涂料使用或者在涂料干燥/固化的过程中，需要保持其充分的水平性，从而在减少涂料不规则表面产生的同时，避免流挂问题的发生。在本文当中，主要介绍了涂料的触变性在增加涂料的抗流挂性、改善涂层外观以及扩大应用领域方面的重要作用。向涂料当中添加流挂控制剂，可以使涂料具有触变性。新近研发出的流挂控制剂（Sag Control Agents，SCAs）当中含有手性胺，并且这种新型流挂控制剂是非常高效的（获得一定抗流挂性时，所需的流挂控制剂的量较少），而与现有的SCAs相比，可以更好地抑制底物的透印粗糙度。
对于汽车罩光清漆（clearcoats，CC）等光滑涂料的主要要求之一是：涂料在经过固化之后要具有十分光滑的表面。涂层的外观常常是多种不同因素综合作用的结果。这些各不相同的因素包括：涂料的流变性能；使用涂层的厚度；在使用过程中所产生的初始表面粗糙度；涂料的表面张力以及涂料的梯度变化；干燥和固化的条件；与溶剂的混合性以及使用涂料的（包覆）基底物表面的粗糙度。显然，要想确定诸如涂料的流变性与涂层最终外观之间的关系是十分困难的。但是我们可以进行很直观的理解：涂料必须具有足够低的粘度从而可以进行充分的流平，以消除喷涂过程所产生的所有的表面不规则性。另一方面，涂料又必须具有一定的粘度以避免流挂缺陷的发生，例如形成泪帘或流挂帘等。从这个角度来讲，我们就可以理解充分的流平性和最小化的流挂缺陷常常是两个相互矛盾的要求，而在实际情况当中必须对涂料的流变性能进行精确的控制，从而获得涂料流挂性和流平性两种性能的最佳平衡。
许多年前我们引进了几种流挂控制剂，这些流挂控制剂是1，6-六亚甲基二异氰酸酯（1,6-hexamethylenediisocyanate，HDI）和苄胺（benzylamine，BA）的反应产物。由于这类流挂控制剂可以使涂料具有乳白色不透明的外观，因而被称为“非透明SCA”。这些非透明SCA的晶体颗粒可以在涂料中形成弱的三维网络结构。该三维网状结构在剪切力存在的条件下会遭到破坏，但是当剪切力减少时又会经过一段时间而重新建立；该性质也使涂料具有了触变性。在高温条件下，例如在OEM的烘干过程中（>100℃），这些HDI-BA晶体将会完全熔化或溶解，并且在最终涂层中将会变得完全透明从而可以将其应用于透明涂料中。
& z4 e  M5 y3 z, l& k  d) b下降波动法
( C1 J! w8 ?: N  F& v为了对涂料在干燥和固化过程中的流挂性和流平性进行定量的分析，我们已经研发出了一种光学（非接触式）分析方法——下降波动法。16在该方法中所使用的涂料层需要具有规定的初始表面粗糙度，这种一定的表面粗糙度是通过使用正弦波应用软件生成的（图1）。当使用涂料后，直接将涂层包覆的底物转移至装有下降波浪仪的温控支撑盘上，并开始进行试验。在实验过程中对涂层表面进行照明，将光滑涂层表面所反射的光通过相机进行记录并且在电脑上利用图像分析软件进行分析和储存。专业的分析软件可以通过反射图样对波纹的位置和形状进行量化的计算。插图1表示的是在涂层干燥和固化的不同时间间隔当中，通过测定得到的单一波形的位置和形状的变化实例。
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图1: 下降波动分析仪的原理示意图
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