流平剂的流平原理及作用机理

一、流平剂定义

流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，不同种类的涂料所适用的流平剂不同。

二、流平的作用原理（迁移机理）

作为流平剂，一般需要满足以下两点：

1、与体系具有一定的相溶性。

2、表面张力需低于体系。

这两点都影响着流平剂的迁移，只有流平剂自发迁移到漆膜的表面，才能称为发生流平作用。迁移原理在其他的助剂迁移方面也同样适用。

迁移原理

流平剂的迁移取向遵循物理学中的“能量低原理”，即从能量高的地方自发流向能量低的地方。当涂料涂布到底材表面以后，形成两个界面，分别是“底材-漆膜界面”和“漆膜-空气界面”。

因此，体系总能量=（底材表面张力-漆膜表面张力）+（漆膜表面张力-空气表面张力）。

当体系中加入流平剂以后，假如流平剂迁移到“漆膜-空气界面”，那么，体系总能量=（底材表面张力-漆膜表面张力）+（流平剂表面张力-空气表面张力），由于流平剂表面张力<漆膜表面张力，因此体系总能量降低了，该过程可以自发进行。

但假如流平剂迁移到“底材-漆膜界面”，体系总能量=（底材表面张力-流平剂表面张力）+（漆膜表面张力-空气表面张力），由于流平剂表面张力<漆膜表面张力，因此体系总能量是升高的，该过程是不可能自发进行的。

当然从分子运动理论的角度分析，当流平剂加入到体系中后，由于分子的无规则的运动，会有一部分流平剂分子运动到“底材-漆膜界面”，但这部分流平剂的量非常少，与加入总量比起来可以忽略不计。

三、有机硅类流平剂的原理

有机硅类流平剂的结构以最常见的聚醚改性硅油为主，其结构式可用下式表示：

—(SiO(CH3)2)m—(SiOCH3 (CH2CH2O)x(CH2CHCH3O)y)nR

其中m链段表示硅油的未改性部分，属于相容性受到限制的链段； n链段是改性部分，属于相容链段； x为聚醚改性链段中的聚环氧乙烷部分； y为聚醚基团中的聚环氧丙烷部分； m，n，x，y四个值决定了流平剂所表现的性能。

1、相容性：有机硅流平剂的相容性主要取决于m/n的数值，m /n的数值越小（也就是不相容链段含量越低），则相容性越好，在m/n数值固定的情况下，x/y的数值越大，则相容性越好，这是因为聚环氧乙烷的相容性超过聚环氧丙烷的原因。

2、手感：在xy值固定的情况下，有机硅流平剂的手感同样主要取决于m/n的数值，m/n的数值越大，手感越好；m/n数值一样的情况下，m的数值越大，手感越好；从这一点可以看出，对于有机硅流平剂，追求好的相容性和好的手感经常是一对矛盾，为了达到两者兼顾，通常m/n只能在一个不大的范围内选择。

3、流平能力：m，n，x，y的数值对流平效果的影响比较复杂，一般而言，m/n的数值在1到2之间的时候有比较好的流平效果，而对于固定的m/n数值的情况下，x+y的数值越大，流平效果越好。

4、 稳泡性：一般而言，在通常的x，y的数值下，m/n>3或者m/n< 1/4都可以得到基本上不稳泡的效果，通俗的说就是当硅含量很高或者很低的时候，所得到的流平剂都是不稳泡的，而如果做成硅含量很高的品种，就能得到手感出色，不稳泡，但是相容性略差的流平剂，如果做成硅含量很低的品种，则所得到的流平剂的性能就是相容性很好，不稳泡但是手感不足的有机硅流平剂。

5. 重涂性：一般来说，m+n的数值越大且m/n的数值越高，越容易出现重涂性的问题，另外聚醚端基R基团的种类也会对重涂性产生影响。

6、消光粉的定向能力：根据试验，消光粉定向的能力受m/n的数值和m值的影响很大，m值越大，有越好的消光粉定向能力。