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水性涂料中的溶剂只有离子水?这是真的吗?

分类:
行业新闻
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来源:
2020/10/19 13:12
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水性涂料中的溶剂真的只有去离子水吗?其实不然,由于水表面张力大,挥发速度慢,往往也需要加入有机溶剂来降低表面张力,以提高挥发速度。只不过与溶剂型涂料相比,水性涂料中使用的有机溶剂相对而言少很多。水性涂料中,选用的溶剂在配方体系中的作用主要体现在两个方面:成膜助剂、调节干速。

 

快干是客户对水性涂料最常提到的要求。由于其分子结构的独特性,即分子间极强的氢键作用,特性与绝大部分有机溶剂有着明显的区别。在水性涂料领域,这个特性集中体现在,由于水的蒸发热高,水的蒸发速度要比常见的涂料溶剂慢十几倍甚至几十倍。而且,由于空气中水蒸气的含量显著,并随季节变化大,水的蒸发速度随之发生变化。最严重时,如果空气相对湿度达到100%时,水的蒸发会停止,而非水溶剂则不受此因素影响。

 

事实上,在水分挥发过程中就有溶剂的挥发,部分低沸点溶剂会与水形成共沸物,改变整个体系的挥发速度。更有双组份和烤漆等会在整个过程中伴随着交联等化学反应。一般情况下,溶剂挥发在漆膜表干之后,这正是它所能起到成膜作用的原因。如果在表干之前就在挥发,那么它就会对整个体系的表干速度产生显著的影响,进而明显的影响漆膜的板面效果。

 

像所有涂料一样,水性涂料的性能在很大程度上是由配方中选用的树脂决定的。绝大多数水性成膜树脂为乳液体系,该体系的成膜机理与溶剂型涂料不同。溶剂型树脂与溶剂形成单相体系,随着溶剂的蒸发,体系粘度增大,直至成为固体,从体系的机械性能来讲,是一个连续的过程。而水性乳液则是一个双向体系,随着水的蒸发,体系粘度起始时变化不大,但当乳液颗粒的体积占总体系统体积达到一临界值时,系统突然从液态变为固态,是一个不连续的过程,这一临界点是水性涂料表干的开始,因此水性涂料的表干时间要比某些溶剂涂料还要短。从表干到漆膜性能的全部体现,取决于体系中残留水分的蒸发速度,乳液颗粒中高分子的相互渗透,及体系中其它有机小分子的挥发速度。

 

从理论上来讲,任何树脂的溶剂都是成膜助剂。在实践中,考虑到安全,成本,速度等因素,常见的成膜助剂也不过十几种,主要是一些高沸点的醇、醚及酯。这些成膜助剂对于不同的水性涂料工程师来讲又会各有偏爱。一般,某个有经验的工程师,常用的成膜助剂不过两三种。主要考虑因素是试剂在水和树脂之间的分配和在树脂颗粒内部的分配。特别是当水性树脂为多相树脂时,成膜助剂的选择和搭配显得尤为重要。此外,溶剂还会影响水性漆的流变状态,不同溶剂的添加会使漆液有不同的粘度以及触变性等特点。有些溶剂还可能会使漆液更易稳泡。这些,都是在设计配方时应该注意和权衡的。

 

多数成功的水性涂料配方应具备,快干以满足厂家大批量生产的要求;高硬度漆膜以减少划痕对外观的损害;漆膜丰满以使流平性/平整度良好。

 

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