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表面张力仪用于解决汽车修补漆的缩孔问题

  • 2018/12/13
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  缩孔现象是涂料在干燥过程中表面形成的一个个不规则小孔的现象,缩孔现象的产生往往会造成产品的良品率下降以及返工,其产生的原因与涂料本身助剂有很大的关系,通过表面张力仪的应用有助于分析助剂,解决涂料缩孔的问题。

缩孔问题的成因机理

  在含有表面活性剂的体系中,若表面活性剂与体系相容性不好甚至不相溶,故其溶解度对溶剂的浓度变化很敏感。在干燥过程中随着溶剂的挥发,其浓度发生变化导致表面活性剂析出,形成不相溶液滴,形成表面张力差,造成缩孔。

  涂料本身的表面张力大,表面活性剂迁移速度慢,导致润湿性能不良,使得涂料在底材的铺展过程中出现缩孔。

  因此,需要建议客户,选择溶剂、表面活性剂时,首先以好的相容性为前提,再通过SITA表面张力仪去选择润湿性能好的助剂。

动态表面张力润湿机理

  当涂料与底材接触时,会在极短时间内形成液-固界面,短时间内迁移至此液-固界面上的表面活性剂分子数量决定了最终的润湿效果。迁移到界面的表面活性剂分子数量越多,即反映出来的此时刻动态表面张力越小,最终的润湿效果越好;反之润湿效果越差。因此,涂料能否快速地润湿底材避免出现缩孔问题取决于涂料在此时间内的动态表面张力值。

表面张力变化曲线

  上图说明了若相同时间内,能迁移到气液界面的表面活性剂分子越多,曲线下降越快,润湿性能越好,也就是说,在一定条件下,此曲线的下降速度代表了表面活性剂的润湿性能。

以下是某汽车修补漆应用动态表面张力解决缩孔问题的案例

  测试目的:

  试不同汽车修补漆成品的动态表面张力,根据量化数据判断缩孔问题是否与配方的动态表面张力相关。是否能利用动态表面张力数据预计判配方问题。或作为产品出厂质检项目,减少风险。

表面张力测试数据

  样品A为蓝色曲线,在实际使用中出现缩孔,结果显示其动态表面张力较高。

  样品B为红色曲线,在实际使用中没有缩孔,结果显示其动态表面张力较低。

  测试仪器:

  德国SITA 动态表面张力仪型号:t15表面张力仪

t15表面张力仪

  测试温度:

  27.1~28.4 ℃,样品表面干燥时间:约10分钟。

  测试结论:

  样品A的缩孔问题是由动态表面张力过高造成,可使用助剂降低其动态表面张力。且样品A静态表面张力低于样品B静态表面张力,在实际使用中却是样品A出现缩孔,此为静态表面张力不准确的一个主要原因。