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水性涂料中的“水”起了什么作用?
来源: 发布日期: 2021-04-12

水无色透明,没有味道,无毒无害,又无处不在。水的冰点是0 ℃,沸点是100 ℃,所以水性涂料要求保存在0 ℃以上。水,化学性能稳定,不燃不爆,所以水性涂料都是非危险品,生产、存放和运输过程都很安全。

水性涂料中的“水”起了什么作用?

水是极性溶剂,根据相似相溶原理,作为涂料基本成分的基料和颜填料必须借助于乳化剂和分散剂分别乳化和分散在水里。乳化剂也称作表面活性剂,分子链的一端带有极性,另一端则是非极性的,而成膜物质,往往是有机高分子材料被乳化,存在于表面活性剂形成的胶束中,通过双电层保护或者空间位阻的方式彼此隔绝,由此稳定悬浮在水中。

而涂料中的颜填料则是通过带有负电荷的分散剂吸附在颜填料表面,形成颜填料分散浆料的形式存在于水中。这类分散剂可以是无机盐类,比如某些偏磷酸盐,现代涂料生产往往采用高分子类的分散剂,比如聚丙烯酸的钠盐或者铵盐。

水性涂料已成为当前家具行业的新宠,与水密切相关。其最大的特点就是用水取代油性漆中的有机溶剂作为分散介质,与油性漆相比,不使用有机溶剂,不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛等有害物质,无毒无刺激气味,节省资源也更为环保。水性涂料中所用的水,并非普遍意义上的自来水。而是经过特殊处理后得到的去离子水。去离子水基本要求是洁净、无机械杂质。普通水中内含的钙、镁等离子,在电泳漆中会影响漆液和槽漆的稳定性(尤其是会影响沉积泳装)。普通水还含有细菌微生物,更会影响涂料产品的质量稳定性。不过,去离子水由于需要专业设备操作,所以会产生较多生产成本。但总体来讲,去离子水相比有机溶剂,仍然低廉不少。涂料是由树脂、颜料、填料、助剂和溶剂组成。树脂的类型就决定了涂料的种类。不同种类的涂料,其成膜机理差异大。要想对水性涂料的性能、特点、施工应用有一个原则性的认识,首先需要充分了解其成膜机理。

水性涂料中的“水”起了什么作用?

水性单双组分涂料成膜机理各异

水性涂料主要是由水性树脂、颜填料、助剂、水组成,其成膜过程和溶剂性涂料有着完全不同的机理,并且相对复杂,主要是因为水性涂料中水性树脂的特殊结构和水分的存在。当水性单组分涂料涂装在家具表面后,水分开始挥发。随着水分的减少,离散的乳胶粒子的排列由疏散变得更加紧密,在毛细管压力和表面张力作用下挤压变形,乳胶粒子相互融合、扩散而最终成膜。

水性双组分涂料在成膜过程还有多异氰酸酯和水的反应、多元醇和多异氰酸酯粒子的共凝结、多元醇和多异氰酸酯的反应等,这些都会影响双组分水性涂料的整个干燥过程。

水分挥发是关键但不是唯一因素

水分的挥发,如水分是否有次序的挥发、是否完全挥发,对水性涂料的成膜质量有着非常重要的影响。水性涂料的成膜不能只是单一的考虑涂料本身,而是应该结合家具底材种类、涂装方式、涂装设备、干燥方式等因素综合考虑,这样才能将水性涂料的性能发挥到最好,才能做出优异的表面涂装效果。

水性木器涂料的成膜机理相对溶剂型涂料复杂,影响成膜的因素更多,水比溶剂更容易被木材吸收;水比溶剂更难于向上挥发掉;水的挥发比溶剂需要更多的能量。可以说最不确定的因素和最难控制的过程就是干燥过程!

水性涂料中的“水”起了什么作用?

此可见,“水”简直就是水性涂料的命门,可以说成也是“水”,败也是“水”。

作为涂料行业中的水,不仅作为分散介质,而且水也参与到水性涂料的生产制造过程中,生产过程中帮助调整生产工艺,提高涂料质量,生产结束用来清洗工具和设备,涂料施工时水又作为稀释剂。合理用水,提高水性涂料生产工艺水平。

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