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如何改善水性涂料的耐水性?
來(lái)源:塔提克大冬瓜 瀏覽 810 次 發(fā)布時(shí)間:2022-09-19
水性涂料以水性聚合物作為成膜物質(zhì),不僅減少了VOC的排放量,且具有安全、無(wú)火災(zāi)隱患,可在潮濕環(huán)境中施工,清洗方便等優(yōu)點(diǎn)。
涂料的耐水性指漆膜對(duì)水的作用的抵抗能力.就是漆膜浸在水中,抵抗水對(duì)它的侵蝕作用(包括溶解、腐蝕等).水會(huì)對(duì)漆膜造成發(fā)白、失光、起泡、脫落等現(xiàn)象.
漆膜受水的影響主要包含兩個(gè)方面:一是漆膜吸水性強(qiáng),易回潮(或者干燥慢,不容易完全干燥)的情況。二是漆膜易與水發(fā)生物理或者化學(xué)作用,如含有易水解的醚鍵或者酯鍵等。漆膜吸水是具有普遍性,今天,就由弘方涂料的小編和大家一起來(lái)探討下如何改善水性涂料的耐水性。
首先可以從水性樹脂入手,像水性聚氨酯、水性丙烯酸的聚合物結(jié)構(gòu),乳液聚合時(shí)通常用的表面活性劑都是兩親的,即一端有親油性,另一端有親水性。
聚合完成后這些表面活性劑仍然存留在乳液中,成膜后殘留在漆膜內(nèi),遇水后親水基與水作用,促使水在漆膜中更多地滲透、擴(kuò)散和遷移,增大了吸水率。為了克服表面活性劑的不利影響,現(xiàn)今已可采用無(wú)皂聚合法制備乳液,乳液聚合時(shí)合成的乳液耐水性有顯著提高。
不同乳液或水分散體吸水率有很大差別低的在10%以下,高的可超過100%,主要由聚合物的結(jié)構(gòu)決定。聚合物分子中的親水結(jié)構(gòu)及合成時(shí)所用的親水單體,對(duì)漆膜的吸水率和耐水性有極大的影響。
(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羥乙酯,(甲基)丙烯酸羥丙酯、馬來(lái)酸酐、二羥甲基丙酸、而羥甲基丁酸等親水單體,可以改善聚合物在水中的分散性,有利于乳液或水分散體的形成和穩(wěn)定,同時(shí)又帶來(lái)成膜后漆膜吸水率升高,耐水性下降等缺點(diǎn)。
聚氨酯結(jié)構(gòu)中有聚乙二醇鏈段時(shí)吸水率會(huì)增大;而有聚酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯水解降解的可能性大,耐水性會(huì)受影響。乳液合成時(shí)引入氟碳單體或有機(jī)硅化合物可提高漆膜的耐水性,并隨著氟碳和硅化合物的用量增多而耐水性增加。
其次可通過添加外交聯(lián)劑交聯(lián),交聯(lián)能顯著提高漆膜的耐水性。同一種漆通過添加外交聯(lián)劑交聯(lián)后,無(wú)論用的是異氰酸酯固化劑交聯(lián),氮丙啶交聯(lián),還是環(huán)氧化合物交聯(lián),雖然吸水率下降幅度有差別,但是通常都可降至15%以下。
親水改性的異氰酸酯固化劑中親水鏈段的親水性越強(qiáng),交聯(lián)固化后的漆膜吸水率越高。耐水性好的乳液或水分散體本身吸水率就很低,交聯(lián)后吸水率下降幅度小。反之,親水性大的漆膜,漆膜交聯(lián)劑后吸水率下降幅度大。
除以上兩種途徑之外,還可通過物理方法改善漆膜的耐水性,涂料配方中添加憎水性化合物可以改善漆膜的疏水性,減少或降低對(duì)漆膜的浸潤(rùn)。
比如蠟乳液和蠟粉,可有效增大漆膜的界面接觸角。此外,某些疏水添加劑也有更好的效果,可以產(chǎn)生類似荷葉效應(yīng)的結(jié)果。這種疏水效應(yīng)是由于疏水添加劑在漆膜表面有規(guī)則地聚集產(chǎn)生的,疏水劑的遷移會(huì)使荷葉效應(yīng)消失,加入疏水劑的漆膜經(jīng)多次擦洗后疏水效果也逐漸減弱。