涂料发花和浮色的原理和解决方案

2026-02-02 09:27:15

发花和浮色是在漆膜干燥时颜料在漆膜中不均匀分布而形成的漆膜缺陷


  • 发花是指颜色是斑块状

  • 浮色是表面颜色是均一的,但会出现比所用的混合颜料应产生的颜色或深或浅的变化

 

发花是由于各种颜料在漆膜中水平方向的分离引起的,而浮色是颜料在垂直方向的分离引起的。

 

涂料中至少含有两种以上的颜料时发花才明显,例如一种浅蓝有光磁漆会在浅蓝色背景上出现较深的蓝色线条斑块图案,图案倾向于六边形,但很少是完美的六边形,另外,对于一种不同的浅蓝色涂料,颜色的图案可能会倒过来,线条是浅蓝色,背景是较深的蓝色,这些现象是颜料分离造成的。

 

当漆膜干燥时,表面张力梯度造成涂料的对流,导致颜料的分离。

漆膜干燥过程中溶剂从漆膜中快速挥发引起强烈的湍流,对流的方式是靠涂料从底层向上流动,再循环向下流进漆膜底层,在升到表面的新涂料再往下回流之前,溶剂挥发,浓度增加,温度下降,表面张力增加,表面张力梯度维持了对流流动,流动的方式近乎是圆形,但随着图形的扩大,会与其他流动发生交会,对流受到挤压,如果体系是非常规整的,会形成六边形的贝纳德旋涡图案。参见下图。




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随着溶剂的持续挥发,黏度增加,颜料颗粒的活动变得困难,粒径最小、密度最低的颗粒活动的距离最远,而粒径最大、密度最高的颗粒很快就停止活动,就形成发花的图案。

如果涂料中一种颜料会絮凝,而另一种是不絮凝的超细分散体,出现发花的可能性尤其大。粒径细小的颜料移动的距离最远,随对流流到两个相邻的贝纳德旋涡边缘,在相邻两个贝纳德旋涡边缘处,小粒径颜料浓度较高,而在贝纳德涡的中心粗粒径的颜料浓度较高。以浅蓝色涂料为例,如白色颜料絮凝了,而蓝色颜料没有絮凝,就会看到在浅蓝色背景上出现深蓝色线条;如果反过来,蓝色颜料絮凝了,而白色颜料没有絮凝,浅蓝色的线条出现在深蓝色的背景上。


发花在单一颜料的涂料中也可能发生,是由表面的颜料不均匀造成的。


通过对颜料分散体进行恰当的稳定化处理,不让颜料发生絮凝,发花也会减轻,然而即使颜料不絮凝,也会发生发花,因为所用的颜料具有不同的粒径和密度,举一个例子,用超细高色素的炭黑和钛白粉制备灰色涂料,钛白不仅粒径是炭黑的好几倍,而且密度是炭黑的4倍,采用粒径大一些,着色力差一些的炭黑如灯黑制备灰色涂料,出现发花的可能性会低得多。

如果使用挥发慢的溶剂也可减少发花现象。使用挥发慢的溶剂不太容易形成表面张力梯度,流动也受限制,发花能减轻。


如出现发花现象,配方师首先应重新设计配方来解决这个问题,通常的做法是不要去选择容易絮凝的颜料,有时为了降低了涂料的施工粘度添加了溶剂,造成颜料絮凝,此时,改变溶剂就能消除发花。有一些情况中有必要改变树脂和用于稳定颜料分散的分散剂。

另一个解决发花的途径是采用助剂,针对另一些由表面张力梯度造成的流动现象,可以通过加硅油来阻止发花的产生。


浮色是指表面颜色均一,但与混合颜料本应呈现的颜色有差异,例如一种颜色均匀的灰色涂料,但其颜色比由黑色和白色颜料按一定比例调配的预期色要深,浮色中最棘手的问题是浮色程度会随施工的环境条件而变化,导致一种涂料涂到物件上产生不同的颜色,浮色是由于涂料中一种或几种颜料在表面富集而造成的。分层被认为是由于颜料在涂膜中不同的沉淀速度造成的,是颜料的密度、粒径的差异或某一种颜料发生絮凝而造成的。

浮色会因涂膜厚、漆料黏度低和溶剂的挥发速率慢而加重,这就是说,以上任何一个因素都会使漆膜在更长的时间里保持低黏状态,因此更多的颜料会出现沉淀。

浮色可简单地通过擦拭一小块湿漆膜来确定,如擦拭的区域出现不同颜色,肯定出现浮色了、应对措施是要尽量避免使用易絮凝、密度低和粒径小的颜料,如可能的话,尽量使用挥发快的溶剂和高黏度的漆料。


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