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如何改善水性塗料的耐水性?

來源:塔提克大冬瓜 瀏覽 14 次 發布時間:2022-09-19

水性塗料以水性聚合物作為成膜物質,不僅減少了VOC的排放量,且具有安全、無火災隱患,可在潮濕環境中施工,清洗方便等優點。


塗料的耐水性指漆膜對水的作用的抵抗能力.就是漆膜浸在水中,抵抗水對它的侵蝕作用(包括溶解、腐蝕等).水會對漆膜造成發白、失光、起泡、脫落等現象.


漆膜受水的影響主要包含兩個方麵:一是漆膜吸水性強,易回潮(或者幹燥慢,不容易完全幹燥)的情況。二是漆膜易與水發生物理或者化學作用,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,就由弘方塗料的小編和大家一起來探討下如何改善水性塗料的耐水性。

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構,乳液聚合時通常用的表麵活性劑都是兩親的,即一端有親油性,另一端有親水性。


聚合完成後這些表麵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。為了克服表麵活性劑的不利影響,現今已可采用無皂聚合法製備乳液,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%,主要由聚合物的結構決定。聚合物分子中的親水結構及合成時所用的親水單體,對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,有利於乳液或水分散體的形成和穩定,同時又帶來成膜後漆膜吸水率升高,耐水性下降等缺點。


聚氨酯結構中有聚乙二醇鏈段時吸水率會增大;而有聚酯結構的聚氨酯水解降解的可能性大,耐水性會受影響。乳液合成時引入氟碳單體或有機矽化合物可提高漆膜的耐水性,並隨著氟碳和矽化合物的用量增多而耐水性增加。


其次可通過添加外交聯劑交聯,交聯能顯著提高漆膜的耐水性。同一種漆通過添加外交聯劑交聯後,無論用的是異氰酸酯固化劑交聯,氮丙啶交聯,還是環氧化合物交聯,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,交聯固化後的漆膜吸水率越高。耐水性好的乳液或水分散體本身吸水率就很低,交聯後吸水率下降幅度小。反之,親水性大的漆膜,漆膜交聯劑後吸水率下降幅度大。


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,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。


比如蠟乳液和蠟粉,可有效增大漆膜的界麵接觸角。此外,某些疏水添加劑也有更好的效果,可以產生類似荷葉效應的結果。這種疏水效應是由於疏水添加劑在漆膜表麵有規則地聚集產生的,疏水劑的遷移會使荷葉效應消失,加入疏水劑的漆膜經多次擦洗後疏水效果也逐漸減弱。