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水性塗料配方的改進—耐水性增強

鸿运来彩票:2015-12-25 13:21:24

水性木器漆基料在合成時使用相當數量的表面活性劑,或采用親水性單體合成聚合物,從而導致成膜後的漆膜耐水性不良,使得漆膜變軟,硬度下降,強度變差,吸水率越高的漆膜強度損失越大,所以水性木器漆應該是吸水率越小越好。

吸水率大小與漆膜浸水後是否泛白並無對應關系,泛白現象是光線折射發生了改變所引起的,是存在于漆膜中的水分子與聚合物鏈段對光線共同作用的結果。有些吸水率高的漆膜浸水後明顯泛白。所以,僅從浸水後泛白性能不能判斷漆膜的親水性和耐水性高低。

大多數漆膜吸水泛白後,重新幹燥可以恢複透明狀態。但是對于較厚的漆膜泛白恢複的過程可能很長,有時長達數周。也曾觀察到在室溫下,有的漆膜長期幹燥不能回複透明狀態的現象,究其原因一是漆膜太厚,水分不能完全遷移出來;也可能漆膜浸水後引起聚合物的分子結構發生了變化,折光性能改變,這種變化是一個不可逆的過程,從而泛白不能恢複。

調整水性塗料的耐水性可以從三個方面考慮:

1)  水性树脂,如水性聚氨酯、水性丙烯酸的聚合物结构

乳液聚合時用的表面活性劑的都是兩親的,即一端有親油性,另一端有親水性。聚合完成後這些表面活性劑仍然存留在乳液中,成膜後殘留在漆膜內,遇水後親水基與水作用,促使水在漆膜中更多地滲透、擴散和遷移,增大了吸水率。爲了克服表面活性劑的不利影響,現今已可采用無皂聚合法制備乳液,乳液聚合時合成的乳液耐水性有顯著提高。

不同乳液或水分散体吸水率有很大差别低的在10 %以下,高的可超过100 %,主要由聚合物的结构决定。聚合物分子中的亲水结构及合成时所用的亲水单体对漆膜的吸水率和耐水性有极大的影响。(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟乙酯,(甲基)丙烯酸羟丙酯、马来酸酐、二羟甲基丙酸、而羟甲基丁酸等亲水单体可以改善聚合物在水中的分散性,有利于乳液或水分散体的形成和稳定,同时又带来成膜后漆膜吸水率升高,耐水性下降等缺点。聚氨酯结构中有聚乙二醇链段时吸水率会增大;而有聚酯结构的聚氨酯水解降解的可能性大,耐水性会受影响。乳液合成时引入氟碳单体或有机硅化合物可提高漆膜的耐水性,并随着氟碳和硅化合物用量的增多耐水性增加。

2)  通过添加外交联剂交联

交联能显著提高漆膜的耐水性。同一种漆通过添加外交联剂交联后,无论用的是异氰酸酯固化剂交联,氮丙啶交联,还是环氧化合物交联,虽然吸水率下降幅度有差别,但是通常都可降至15 %以下。亲水改性的异氰酸酯固化剂中亲水链段的亲水性越强,交联固化后的漆膜吸水率越高。耐水性好的乳液或水分散体本身吸水率就很低,交联后吸水率下降幅度小。反之,亲水性大的漆膜交联后吸水率下降幅度大。

3)  通过物流里方法改善漆膜的耐水性

塗料配方中添加憎水性化合物可以改善漆膜的疏水性,減少或降低對漆膜的浸潤。蠟乳液和蠟粉是最常用額改善憎水性的添加劑,其中以PE蠟乳液效果最好。此外,某些疏水添加劑有更好的效果。可以産生類似荷葉效應的結果。這種疏水效應是由于疏水添加劑在漆膜表面有規則地聚集産生的,疏水劑的遷移會使荷葉效應消失,因此加入疏水劑的漆膜經多次擦洗後會失去憎水作用。




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