实现镜面流平的方法

镜面流平一词多出现在清漆、银墨上，前者需要抵抗干燥过程中的表面波动，后者则需要通过控制铝银粉排列实现，以上可得出实现界面流平需要侧重溶剂蒸发和非牛顿流变学这两个关键要素，除此之外镜面流平对减少和封闭涂层表面孔隙，提高涂层耐性也具有较大作用。

一般情况下，涂层的外观和性能取决于涂层的流平能力。桔纹是一种流平不佳的典型现象，不平衡的涂层配方或喷涂条件可能导致波状涂层纹理，即桔纹。这会影响涂层的美观度，并构成潜在的薄弱部位，进而影响到涂层的性能。

一、平整动力学

人们很早就认识到了流平对表面保护的重要性，并从20世纪20年代开始研究涂层的流平性。然而对流平机理和影响因素的理解进展缓慢，直到1963年科学家Orchard发表的一篇关于流平测量的系统的研究报告，这是他对刷痕对整平现象研究2年后得出的经验总结，其中他提出了一个速率方程，后来被称为Orchard方程:

方程中，at和a0代表表面“波”在某一时间的振幅t和时间零点。σ是涂层表面张力，h代表平均薄膜厚度，λ是应用波长，以及η是涂层粘度。一般情况下，涂层的流平性越高显影性越好。Orchard提出当波长小于一厘米时，表面张力是整平的主要驱动力。

需要注意的是，Orchard方程并不能直接带入到涂料流平计算中，因为方程中是假设平均膜厚、涂布波长和涂层粘度不随时间变化，表面张力也被假设为常数，这和涂料体系本身有着很大的不同。但我们从中能得到的关键性能条件是，涂料粘度是流平性最重要的参数。

涂层粘度也是剪切力的函数，其从应用期间的高剪切力变化到调平期间的低得多的剪切力。涂料的触变性使平整过程中的粘度变化更加复杂，实现镜面流平要求涂料在不同粘度下，拥有较好的流动性和较低的动态表面张力。由于溶剂蒸发，平均薄膜厚度还会随着时间的推移而减小。涂料整个动态变化的过程需要涂料工程师们细心去研究，希望我们给出的建议有助于您项目进度的发展和完成。

二、实现镜面流平的方法

镜面流平虽然是涂层-空气界面的流平，但和涂层-基材界面的流平性息息相关，由于基底形貌或物理化学或热毛细现象，液体涂层沉积可能导致最终涂层的表面不规则。

这表面缺陷最典型的是镜框效应，表面缺陷在涂层基材的边缘。而镜框效应的实际上不是涂层表面张力导致的，而是因为表面张力助剂的存在和溶剂挥发的行为。

高表张涂料（如水基涂料）在低达因值基材/底涂上的应用会用到降低表面张力的助剂，以实现涂料的正常铺展和附着，但这往往会出现镜框效应，这是因为加入过分降低表面张力助剂后，由于涂层湿膜边缘溶剂挥发过快，导致固体份上升，未挥发的部分表面张力更低，这种表面张力的差异导致镜框效应的出现。

涂料在挥发过程中会产生局部表面张力梯度。局部吸热蒸发导致的温度梯度会产生额外的表面张力梯度。无论是溶液流动还是热流动，液体涂层内都会发生毛细流动，例如横向运动或对流运动，也称之为“马兰戈尼效应”。

涂料配方或表面添加剂的流变性会影响对流，表面添加剂在蒸发过程中通过气液界面传质的重要影响，控制涂布边缘和中心的蒸发均匀性成为关键。

镜面流平的关键要素些是控制工作过程中表面张力的差异的平衡。涂层与空气之间表面张力差异可能源于体系本身，如溶剂的蒸发、HPA和聚异氰酸酯的交联反应等导致了表面张力差异的产生，通过延长反应/干燥时间、预交联可以有效缓解。

总的来说，实现镜面流平的关键是满足涂料基础铺展的同时，控制马兰戈尼效应导致的表面张力异常。