完璧な鏡のようなコーティング仕上げの秘密はなぜシリコンレベリング剤なのか

シリコーンレベリング剤：基本定義と物理化学的性質

シリコーンレベリング剤 塗料、インキ、ファインケミカルの分野では欠かせない界面活性剤です。その中心的な機能は、極めて少ない添加量で液体システムの表面張力を大幅に低下させ、乾燥プロセス中にコーティング膜が平らで滑らかで欠陥のない表面に広がることを保証する能力にあります。

化学構造と組成

の分子構造 シリコーンレベリング剤 通常は次のもので構成されます ポリジメチルシロキサン (PDMS) バックボーンと具体的な 変更されたセグメント ポリエーテル、ポリエステル、アリール基など。

シリコーンバックボーン ：極めて低い表面張力と優れた滑り性を実現します。

変更されたグループ : の溶解性、相溶性、リコート性を判断します。 シリコーンレベリング剤 水系、溶剤系、無溶剤などの特定のコーティング システム内で。

コアパラメータの比較

異なる仕様 シリコーンレベリング剤 アプリケーションのパフォーマンスに大きな変動が見られます。次の表は、一般的な物理パラメータを比較しています。

物理的指標がパフォーマンスに及ぼす影響

アクティブコンテンツ ：ユニット効率と追加コストに直接影響します。 シリコーンレベリング剤 .

粘度 : 生産中のポンピングと分散速度に影響します。一般に、粘度が低いとコールドブレンドが容易になります。

屈折率 ：ベース樹脂の屈折率に近いほどヘイズが少なくなります。 シリコーンレベリング剤 映画の中で起こるだろう。

コーティングシステムにおけるシリコーンレベリング剤の作用メカニズム

コーティングが湿潤膜から乾燥膜に移行する際、 シリコーンレベリング剤 表面張力メディエーターとして働きます。その主な役割は、溶媒の蒸発や基板の凹凸によって生じる表面エネルギー勾配を除去することです。

マランゴニ効果の抑制

コーティングを基材にスプレーまたはブラシで塗布すると、不均一な溶媒蒸発により濃度と温度が局所的に変化し、表面張力勾配が生じます。これらの勾配により、液体の流れが低張力領域から高張力領域に移動し、波紋またはベナールセルが形成されます。

の シリコーンレベリング剤 液体表面に急速に移動して均一に分布し、全体の表面張力を大幅に低下させます。これにより、表面エネルギーの動的平衡が達成され、渦の形成が抑制され、オレンジの皮やピンホールが排除されます。

基材の濡れと広がりの強化

基材の表面エネルギーがコーティングの表面張力より低い場合、クレーターが発生したり、コーティングが広がりにくくなります。

あ シリコーンレベリング剤 液体コーティングの表面張力を非常に低いレベル (通常は 20 ～ 25 mN/m) に下げることができます。この極めて低い張力により、コーティングが基材の微細孔や溝に容易に入り込むことができます。

の Balance Between Penetration and Defoaming

さまざまな構造 シリコーンレベリング剤 泡に対してまったく異なる効果をもたらします。 PDMS セグメントは自然な消泡特性を持っていますが、修飾されたセグメントが長い場合、泡安定剤として機能する可能性があります。

作動機構のパラメータ比較

移行速度と表面状態

の molecular weight distribution of the シリコーンレベリング剤 湿潤フィルム中での移動速度に直接影響します。

迅速な移行 ：塗布後数秒以内に表面を占有し、初期クレーターを防ぎます。

深い浸透 : コーティング内に連続的な低張力層を確立し、乾燥中の縦方向の一貫性を確保します。

表面の強化 ：乾燥後期では、 シリコーンレベリング剤 最表面に分子保護層を形成し、最終的に滑らかな感触を実現します。

シリコーンレベリング剤の主な機能的利点

実際の産業用途では、 シリコーンレベリング剤 多機能の表面改質剤として機能します。シリコーン鎖の長さや変性率を調整することで、コーティングのさまざまな物性を向上させます。

視覚的欠陥の除去: オレンジの皮、クレーター、ピンホール

オレンジの皮の除去 ：ウェットフィルム表面の張力勾配のバランスを整えることで、溶剤蒸発時にコーティングが一定の流動性を維持し、鏡面のような仕上がりを実現します。

クレーターの抑制 : 基材に微量の油や低エネルギー不純物が含まれている場合、 シリコーンレベリング剤 これらの箇所を素早く濡らし、コーティングが後退して穴が開くのを防ぎます。

優れた手触りと耐傷性を実現

の シリコーンレベリング剤 フィルム表面上で方向性を揃えて極薄のシロキサン保護層を形成します。

摩擦係数の低減 : 表面が非常に滑りやすくなり、硬い物が滑っても傷がつきにくくなります。

耐摩耗性の向上 : 表面エネルギーが極めて低いため、外部からの研磨力が効果的に軽減され、コーティングの寿命が延びます。

あssisting in Anti-Flooding and Anti-Floating

多色のペイントやさまざまな顔料を含むシステムでは、粒子の移動速度の違いにより色の不一致が発生する可能性があります。の シリコーンレベリング剤 安定した表面張力環境を確立し、顔料粒子の混沌とした流れを遅くし、より均一な色分布を確保します。

さまざまな機能優先度のパラメータの比較

最終コーティングの物理的特性への影響

光沢 : 高品質 シリコーンレベリング剤s 微細なテクスチャを排除し、光をより正確に反射させ、視覚的な光沢を大幅に向上させます。

あnti-fouling : 表面エネルギーが低いため、ホコリや油が付着しにくく、掃除しやすいコーティングです。

透過性 : 適量 シリコーンレベリング剤 フィルムが完全に密閉されないため、残留溶剤が通常通り放出されます。

さまざまなシステムにおけるシリコーンレベリング剤の選択ガイド

配合設計では、互換性が主に考慮されます。 シリコーンレベリング剤 。溶剤系、水系、UV システムは極性や硬化メカニズムが大きく異なるため、シリコーン改質の要件もそれに応じて異なります。

溶剤系システム

低極性システム : ロングチェーンが必要 シリコーンレベリング剤s 十分な滑りを確保するために。

高極性システム : 濁りやクレーターを防ぐためにポリエーテル修飾が高度に行われた品種を好む傾向があります。

水系システム

水は表面張力が非常に高いので、拡散力が弱くなります。 シリコーンレベリング剤 大きな課題に直面しています。

乳化安定性 ：水性タイプ シリコーンレベリング剤 優れた自己乳化性または水溶性の特性を持たなければなりません。フィルムにオイルスポットが発生する場合があります。

動的湿潤 ：高速スプレーでは、 シリコーンレベリング剤 水滴の表面張力を下げるために、瞬時に移動する必要があります。

UV硬化システム

UV システムは数秒で硬化するため、 シリコーンレベリング剤 位置決め速度に重点を置く必要があります。

反応性シリコーンレベリング剤 : これらの添加剤には、架橋反応に関与するアクリレート二重結合が含まれています。それらは表面に固定され、シリコーンの移行によって引き起こされる再コーティング性の問題を完全に解決します。

一般的なシステムのパラメータの比較

選択における環境要因

乾燥温度 : 焼付塗料を使用する必要があります シリコーンレベリング剤s 熱安定性が高く、炭化や黄変を防ぎます。

あpplication Method : スプレー システムではより強力なクレーター防止が必要ですが、ローラー システムでは気泡パターンの除去に重点が置かれます。

再コート間隔 : 複数のカラーコートが必要な場合は、長鎖の非反応性コートを避けてください。 シリコーンレベリング剤s 塗膜間の剥離を防ぎます。

あpplication Process and Precautions for Silicone Leveling Agent

の method of adding a シリコーンレベリング剤 最終的なコーティングの品質が直接決まります。最適に適合したモデルであっても、追加を誤るとクレーターや機械的特性の破損につながる可能性があります。

最適な投与量と濃度の制御

典型的な投与量 : 一般的に 0.1%～1.0% 式の総質量の。

過剰摂取による影響 : 表面エネルギーが低すぎるため、再コーティング中に層間接着力が失われたり、フィッシュアイが発生したりする可能性があります。

過少投与量の結果 ：連続した単分子層を形成できず、オレンジピールや張力勾配が解消されない。

添加のタイミングと分散効率

前添加 : の一部を追加 シリコーンレベリング剤 粉砕段階では泡を抑制し、高せん断力を利用して薬剤を樹脂と一体化させます。

事後加算 : レットダウン段階で追加。これには、 シリコーンレベリング剤 相溶性に優れ、中高速で撹拌することでゲル粒子の発生を防ぎます。

プロセスの比較: 前希釈と直接添加

相溶性試験と層間密着性

使用後は 2 つのコア テストを実行する必要があります。 シリコーンレベリング剤 : 互換性の観察 : ワニスをガラス板に注ぎ、乾燥プロセスの濁り、白化、または沈殿を観察します。 テープ密着性試験 : リコート システムの場合は、最初のコートが乾燥した後に 2 回目のコートを塗布し、テープ テストを実行します。もし シリコーンレベリング剤 極性が低すぎるか、移動が速すぎると、第 2 層のグリップが大幅に低下します。

保管と環境への配慮

温度感度 ：若干の水性 シリコーンレベリング剤s 低温では分離する可能性があります。使用前に必ず室温に戻し、撹拌してください。

せん断安定性 ：高分子量 シリコーンレベリング剤s 極度のせん断力が加わると構造的損傷を受ける可能性があります。レットダウン後期の段階で追加することをお勧めします。

よくある質問 (FAQ)

Q1: シリコーンレベリング剤を添加するとフィッシュアイやクレーターが発生するのはなぜですか?

あnalysis : これは通常、 シリコーンレベリング剤 そしてシステムまたは過剰な投与量。添加剤が均一に分散できない場合、小さな油滴が形成されます。これらの液滴は周囲のペイントよりも張力がはるかに低いため、液体が後退し、魚の目が形成されます。

提案 : 添加する前に薬剤をシステム溶媒で 10% に希釈してみるか、より極性の高いモデルに切り替えてください。

Q2: レベリングとリコート密着性のバランスをどのように調整すればよいですか?

あnalysis : これは典型的なトレードオフです。長鎖 シリコーンレベリング剤s 優れた滑りを提供しますが、次のコートが濡れるのを防ぐバリアを作成します。

Q3: シリコーンレベリング剤は泡立ちを引き起こす可能性がありますか?

あnalysis : 泡を安定させる効果のあるタイプもあります。泡の液膜の弾力性が増し、泡が割れにくくなります。

解決策 ：泡立ちがひどい場合は非シリコン系消泡剤を使用するか、専用の消泡剤を選択してください。 シリコーンレベリング剤 消泡特性を考慮して設計されています。

Q4: シリコーンレベリング剤がベーキングシステムで失敗したのはなぜですか?

あnalysis : 一般的なポリエーテル変性剤は高温で熱劣化が起こり、機能が失われ、黄変を引き起こす可能性があります。

解決策 : 高温焼成の場合はポリエステル変性またはアリール変性のものを使用してください。 シリコーンレベリング剤s より高い熱安定性を備えています。

Q5: 足す順番は関係ありますか？

あnalysis : Yes, significantly.粉砕段階は、薬剤が顔料表面と結合するのを助け、フラッディング防止に役立ちますが、機械的劣化に直面する可能性があります。レイト レットダウンは表面特性に最も直接的な影響を与えますが、システム全体の安定性にはあまり寄与しません。

ベストプラクティス : 多くの場合、粉砕中に 30%、レットダウン段階で 70% の分割添加が推奨されます。