為了提供最佳的保護和美觀(guān)性能，大多數涂層應該光滑均勻，沒(méi)有氣泡、裂縫等。薄膜缺陷會(huì )破壞涂層的防護性能和美觀(guān)性。涂層缺陷種類(lèi)繁多，本文對其中的幾種缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)要討論。
1、Crawling
Crawling是一種均勻的脫濕效果。固體基材的表面能太低，無(wú)法讓具有一定表面張力的液體涂料覆蓋基材。由此產(chǎn)生的效果是，液體涂料沒(méi)有完全潤濕基材，而是縮回并形成液滴，留下部分基材裸露，如圖1所示。
在兩種情況下，潤濕變得更加關(guān)鍵:當基材的表面能較低時(shí)(和/或)當液漆的表面張力較高時(shí)。表面能低的底物稱(chēng)為疏水底物。這意味著(zhù)基材的表面不能與施加在其上的材料發(fā)生強烈的相互作用。例如，未經(jīng)改性的塑料具有較低的表面能。
要獲得完全潤濕，必須滿(mǎn)足的先決條件是基材是干凈的。在某些情況下，必須對基材進(jìn)行改性以提高其表面能。這意味著(zhù)底物由疏水性變?yōu)橛H水性。塑料通常在涂漆前進(jìn)行預處理。另一種防止的方法是通過(guò)添加潤濕劑來(lái)降低液體涂料的表面張力。然而，這可能會(huì )使系統的關(guān)鍵性能惡化，如硬度、可重涂性和泡沫敏感性。通過(guò)選擇合適的涂料潤濕劑來(lái)避免這些問(wèn)題。
2、Cratering
Cratering是一種界面現象。它可以從涂層-空氣界面開(kāi)始，也可以從基材和涂料之間的界面開(kāi)始。
Cratering是由潤濕不良和/或表面張力梯度引起的液體流動(dòng)的結果，例如，當液體涂料中的材料具有低表面張力(意味著(zhù)它們是疏水的)并且與涂料的混溶性有限時(shí)，這種梯度就會(huì )形成。系統力求達到能量最小的狀態(tài)，液體會(huì )從表面張力較低的區域流向表面張力較高的區域，如圖2所示。
防止不相容的疏水污染物的存在，尋找油漆中可能存在的消泡劑，檢查基材是否清潔，使用輔助設備。
3、Flooding
Flooding是由于溶劑蒸發(fā)引起的薄膜缺陷。這導致顏料在干燥膜上的不均勻分布。當溶劑快速蒸發(fā)時(shí)，溫度和成分的梯度就會(huì )增大。
這種現象是梯度的直接結果，是液體從濕膜的大塊流向油漆-空氣界面。油漆的溫度在油漆-空氣界面附近最低，因為溶劑在這個(gè)界面蒸發(fā)。不穩定的可移動(dòng)顏料會(huì )在液體流動(dòng)中被拖走。當顏料的流動(dòng)性不同時(shí)，就會(huì )發(fā)生顏料分離，從薄膜的主體到油漆-空氣界面。顏料組成的梯度在整個(gè)涂層中形成，如圖3所示。
當顏料的顏色不同時(shí)，Flooding就會(huì )變得明顯。預防的方法包括:
使用蒸發(fā)速度較慢的溶劑。通過(guò)使用合適的分散劑，可能結合調整涂料的流變性，提高顏料顆粒的膠體穩定性。
4、Foaming
在開(kāi)始應用之前， foaming可能已經(jīng)存在于油漆中。它也可以在應用過(guò)程中引入。特別是在涂刷、滾動(dòng)和噴涂過(guò)程中，空氣可能會(huì )進(jìn)入油漆。
Foaming的形成、穩定和釋放主要受兩個(gè)方面的影響。具有表面活性劑(肥皂)結構的添加劑可以穩定泡沫氣泡。這種泡沫問(wèn)題在水性涂料中表現得最為強烈。第二個(gè)重要的方面是涂料的流變性。盡管粘度很高，氣泡可能會(huì )移動(dòng)到薄膜表面，在那里它們可能會(huì )破裂。然而，當薄膜粘度過(guò)高時(shí)，所產(chǎn)生的孔可能無(wú)法平整，如圖4所示。
應盡量減少表面活性劑的使用。在生產(chǎn)、處理和應用過(guò)程中，應盡可能防止在油漆中引入空氣。最后，系統的流變性應使進(jìn)入涂料的空氣在成膜的第一階段能在短時(shí)間內逸出。請注意，消泡劑的使用，增加了形成 cratering的風(fēng)險。
5、開(kāi)裂
基底上的固體薄膜在受到壓力時(shí)就會(huì )破裂。在涂層工藝中，涂層的破損稱(chēng)為開(kāi)裂，如圖5所示。
收縮應力
由于在成膜過(guò)程中發(fā)生收縮，涂層中的應力通常會(huì )增加。薄膜收縮基本上可以由兩個(gè)過(guò)程引起。首先，在薄膜形成過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應，稱(chēng)為交聯(lián)，可以很快。例如，紫外線(xiàn)系統通過(guò)自由基聚合固化，是一種快速交聯(lián)化學(xué)。在UV系統固化過(guò)程中，在短時(shí)間的成膜過(guò)程中產(chǎn)生高交聯(lián)密度，從而引起應力凍結。其次，蒸發(fā)可能進(jìn)行得太快。在許多情況下，薄膜形成過(guò)程中存在蒸發(fā)和固化之間的競爭。
固體顆粒的高載荷引起的應力
特定的水基系統可能遭受內應力導致開(kāi)裂。水性墻漆通常是基于粘合劑分散體。在成膜過(guò)程中，水從膜中蒸發(fā)，粘結劑顆粒合并。在這樣的系統中，壓力很容易積聚，特別是當存在大量固體顆粒、顏料和/或填料時(shí)。據說(shuō)，這樣一個(gè)系統的粒子負荷很高。在這樣一個(gè)加載系統中，粘合劑顆粒的合并可能變得至關(guān)重要，并且應力可能在薄膜中積聚。薄膜會(huì )因應力而破裂。最后，當基材的尺寸不穩定時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生應力。例如，木材的尺寸會(huì )因濕度的變化而變化。與許多缺陷一樣，有幾種方法可以解決裂縫問(wèn)題。最好的解決方案總是基于開(kāi)裂的主要原因，做出應對方案。
來(lái)源：功能高分子材料Dr