影响水性涂料干燥速度的原因原来是它！

　　快干是最常听到的客户对水性涂料的要求。由于【yú】其分【fèn】子结构的独特【tè】性【xìng】，即分子【zǐ】间极强的【de】氢键作用，特性与绝大部分有机溶剂有着【zhe】明【míng】显的区别。在【zài】水【shuǐ】性涂料领域，这【zhè】个【gè】特性集【jí】中体现在，由于水的蒸发热高，水的【de】蒸发速度要比常【cháng】见的涂料溶【róng】剂慢十【shí】几倍【bèi】甚至几十倍。而【ér】且，由于空气中水【shuǐ】蒸汽的含量显著，并随季节变化大，水的蒸发速度随之【zhī】发生变化。最【zuì】严【yán】重【chóng】时，如果空气相对湿【shī】度达到100%时，水【shuǐ】的蒸发【fā】会停止，而非水溶剂则不受【shòu】此【cǐ】因【yīn】素影响【xiǎng】。

　　虽然，水性涂料面临以上所述技【jì】术挑【tiāo】战，但由【yóu】于其【qí】环保特性，必然会成【chéng】为涂料领域重要的一员。随着过【guò】去【qù】十几年水【shuǐ】性【xìng】涂料工作者的【de】不懈努力，水性涂料技术日趋成熟【shú】。以下【xià】就影响【xiǎng】水性涂料干燥速度的主要因素，及配方时可采取的相应措施进【jìn】行【háng】讨【tǎo】论【lùn】。

　　1.树脂的选择：像所有涂料一样，水性涂料的【de】性能【néng】在很大【dà】程度上是由配【pèi】方中选【xuǎn】用【yòng】的树脂决定的。绝大多【duō】数【shù】水性成膜【mó】树脂【zhī】为乳液【yè】体系，该体系【xì】的【de】成【chéng】膜机理与【yǔ】溶剂型涂【tú】料不同。溶剂型树脂与溶剂形成单相体系，随着溶剂的蒸发【fā】，体【tǐ】系【xì】粘度增大【dà】，直至成为固【gù】体【tǐ】，从体系的机械性能来讲，是一个【gè】连【lián】续【xù】的【de】过程。而水【shuǐ】性乳液则是一个双相【xiàng】体系，随着水的蒸【zhēng】发，体系【xì】粘【zhān】度起始时变化不大，但当【dāng】乳液【yè】颗粒【lì】的体【tǐ】积占总系【xì】统体积达到一临界值时，系统突然从业【yè】态变为固态，是【shì】一个【gè】不连【lián】续的【de】过程，这一临界点是水性涂料表干的开始，因此水性涂料【liào】的表干【gàn】时间要比某【mǒu】些溶剂型涂料还要短。从表干到漆【qī】膜性能的全部体现，取决于系统中残留水分的蒸发速度，乳液颗粒【lì】中【zhōng】高分子的相互渗透，及体系【xì】中其它有机【jī】小分子的挥发【fā】速【sù】度。为了实现系统的优化，制作水性漆【qī】配方时，应从以下几【jǐ】个【gè】方面对树【shù】脂【zhī】进行【háng】选【xuǎn】择【zé】：

　　a.固含量：通常【cháng】，乳液的固含量越高【gāo】，其距离表【biǎo】干临界值就越【yuè】近，干燥速度就越快。然而固【gù】含量【liàng】过高【gāo】，也会带来一【yī】系列【liè】的【de】不利因素。表【biǎo】干过快会【huì】使涂刷间隔缩短，带来施工上的不便。固含量偏高的乳液【yè】，由于【yú】树脂颗粒间距【jù】小【xiǎo】，通常其流变性能【néng】较差，对增稠剂也不【bú】敏感，使对涂【tú】料【liào】的【de】喷涂或【huò】粉【fěn】刷性能调节的困难增大【dà】。

　　b.乳【rǔ】液【yè】颗粒大小：乳【rǔ】液的颗粒越小，同【tóng】样固含量下，颗【kē】粒之间的间【jiān】距【jù】就越小，表干临【lín】界【jiè】值就越低，干燥速【sù】度就越快。乳液颗【kē】粒小，还【hái】会带来成【chéng】膜性好，光泽度高【gāo】等其他方面的优势。

　　c.树脂玻璃【lí】化转变【biàn】温度(Tg)：一般而言，树脂的Tg越高，最终成【chéng】膜的【de】性能就越好。然而，对于【yú】干燥时间【jiān】来讲，其趋势则基【jī】本相反。Tg高的树脂，通常需【xū】要在配方时加入【rù】较多的【de】成膜助剂，以便高分子在乳液颗粒间【jiān】的相互渗【shèn】透【tòu】，促进成【chéng】膜质量。而这些【xiē】成膜助剂【jì】，需【xū】要足【zú】够的时间从体【tǐ】系中挥发，实际【jì】上会延【yán】长【zhǎng】从表干到全干的时间。所【suǒ】以【yǐ】，从这Tg这个因素来讲，干燥时间【jiān】与成【chéng】膜【mó】性能往往是【shì】相悖的【de】。

　　d.乳液颗粒【lì】的相结构：取决于乳液的制备【bèi】工艺，同样的【de】单体组【zǔ】成【chéng】可【kě】能会【huì】形成不同【tóng】的颗【kē】粒相【xiàng】结构。被【bèi】广为人知的【de】核【hé】壳结构就是其中的【de】例【lì】子之一。虽然一个乳【rǔ】液不可能所有的颗粒都做成核【hé】壳结构，但这个形象的比喻是人们对乳液的成【chéng】膜性能可以有一个通【tōng】俗的【de】了【le】解【jiě】。如果颗粒的壳Tg低，核Tg高，那么【me】该【gāi】体系成膜助剂需求少，干【gàn】燥较快，但由【yóu】于成膜后连续【xù】相【xiàng】是【shì】低【dī】Tg的树脂，漆膜【mó】的【de】的硬度则会受【shòu】到一【yī】定影响。相反，颗粒的壳Tg高，则成膜需一定量的助剂，则膜【mó】的干燥速度会较前者慢，但【dàn】干燥【zào】后的硬度会比前者高

　　e.表【biǎo】面活性【xìng】剂的种【zhǒng】类和用【yòng】量【liàng】：常见的乳液在制造【zào】工【gōng】艺【yì】中均【jun1】采用一定的表面活性【xìng】剂。表面活性剂对乳液颗【kē】粒有隔离和【hé】保护的作用，在颗【kē】粒相互融【róng】合的成膜过程中，特【tè】别是在初始阶段，即表干【gàn】时有很大【dà】影响。而且【qiě】，这些独特的化【huà】学品，在水和油相中均有一定的溶解度，溶在树【shù】脂中的部分其实会起到成膜助剂的作【zuò】用。不【bú】同【tóng】的表【biǎo】面活性【xìng】剂，由于其在【zài】树脂中的溶解度【dù】不同，其成膜剂的【de】作用【yòng】也【yě】会不【bú】同。

　　2.树脂的固化机理： 水【shuǐ】性树脂成膜固【gù】化【huà】一【yī】般【bān】有几【jǐ】个层次上的机理【lǐ】。首先，乳液颗【kē】粒的聚集和融合【hé】，是所有乳液表干都必然经历的机【jī】理。然后，水和其他成膜助剂的挥【huī】发，使热塑性树脂本身的基本性能得【dé】以充分【fèn】体【tǐ】现，是固化的第二个阶【jiē】段【duàn】。最后，某些乳液在制备时引入交联【lián】机【jī】理，或在涂料使【shǐ】用时【shí】引入交联剂，使【shǐ】膜的硬度【dù】在【zài】热塑性【xìng】树脂的基础上进一步提高。最后这一【yī】步的交联机理，会【huì】对【duì】膜的最后固【gù】化【huà】速度和程【chéng】度有很大的影响。常见的交联机【jī】理有【yǒu】氧化交联(如醇酸树脂的交联【lián】)，麦克尔加成式交联【lián】(如【rú】一些自交联乳液体【tǐ】系)，及亲【qīn】核取代式交联【lián】(如环【huán】氧，聚【jù】氨酯等)。这【zhè】些交联反【fǎn】应【yīng】，都受温度，pH等因素影响【xiǎng】，在配方时【shí】应平衡体【tǐ】系的固化要求与其他性能【néng】的关系【xì】。

　　3.成膜助剂的用量和种类：从理论上讲，任何树脂的溶剂都【dōu】是成膜【mó】助剂。在【zài】实践中，考虑到安全，成本，速度等因【yīn】素，常见【jiàn】的成膜助剂也不过十几【jǐ】种，主要是一些高沸点的醇，醚及酯【zhǐ】。这些成膜助剂对于不同的水【shuǐ】性涂料工程师来讲【jiǎng】又会各【gè】有偏爱【ài】。一般【bān】，某个有经验【yàn】的工【gōng】程师，常用的【de】成膜【mó】助【zhù】剂不过两三种。主要考【kǎo】虑【lǜ】因素是试剂在【zài】水和【hé】树脂【zhī】之间的分配和在树脂颗粒内部的【de】分配。特别是当水性树脂【zhī】为【wéi】多相树【shù】脂【zhī】时，成膜助剂的选【xuǎn】择【zé】和搭配即显【xiǎn】得尤【yóu】为重要。

　　4.施工环境： 在本【běn】文开始时我们讨论了水的问题。正因为【wéi】水【shuǐ】的【de】特【tè】性，使得水性涂料在施【shī】工环境上比油性漆要求【qiú】要【yào】高一【yī】些，主要是尽量控制施工【gōng】时的【de】温度和湿度。通用配【pèi】方的施工【gōng】要尽量【liàng】避免高湿环境。如【rú】果必须【xū】在高湿度下施【shī】工【gōng】，应该对配方【fāng】进行调整，或者选择成【chéng】膜性快【kuài】的树脂或【huò】者对现场实行隔离处理。

　　如果需要了解关于工业涂料的专业知识【shí】，可【kě】致电139-2580-9519 邓先生咨询。本【běn】文出自【zì】广东弘【hóng】方涂料【liào】有限公司 http://www.gzxmjk.cn/ 转载请注明地址