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小編和(he)大家一起討論了如何金屬漆(qi)的性能(neng)~

本期，一起說說水性工業漆的配方(fang)設計要(yao)點~

首(shou)先，涂料的(de)基本組(zu)成部分(fen)~這(zhe)個就(jiu)不多說啦，小伙伴們都知(zhi)道~

小編想(xiang)說的(de)是(shi)相(xiang)對于油性(xing)涂料來說，水性(xing)涂料較(jiao)大的(de)不同在(zai)于分散介質是(shi)水，為了成膜和控制揮發(fa)速(su)率等，會加入少量的(de)助溶劑(ji)~

根(gen)據實驗室的日積月累(lei)，小編覺得配方(fang)設(she)計的 關鍵(jian)點 在于 

“水”的存在~

為什(shen)么這么說呢，其實總(zong)結之前的(de)(de)經驗，會(hui)發現(xian)很(hen)多問題的(de)(de)出(chu)(chu)現(xian)都是(shi)因(yin)為水的(de)(de)存在而(er)導致的(de)(de)。而(er)這些問題，在油性涂(tu)料中很(hen)少出(chu)(chu)現(xian)，或者不(bu)會(hui)出(chu)(chu)現(xian)~

接下來(lai)，小編和(he)大家具體討論，水的(de)存在(zai)，為我們(men)解決要(yao)求的(de)同時，會給(gei)我們(men)的(de)配方設計和(he)實際應(ying)用(yong)中帶來(lai)哪些 困(kun)難和(he)挑(tiao)戰~

01 表面張力

液體表面任意二相(xiang)鄰部分(fen)之間垂直于它們的單位(wei)長度分(fen)界(jie)線相(xiang)互(hu)作(zuo)用的拉(la)力。表面張力的形成同處(chu)在液體表面薄層內的分(fen)子的殊受(shou)力狀態密切相(xiang)關。

有話要說~

從(cong)表(biao)面張力的(de)角度來(lai)(lai)看，相比油性(xing)涂料來(lai)(lai)說、無論是(shi)對(dui) 基材的(de)潤濕(shi)，還是(shi)對(dui) 粉料的(de)潤濕(shi)，水性(xing)涂料都加困(kun)難~~因此(ci)，在水性(xing)涂料里我(wo)們(men)需要(yao)額(e)外的(de)加入一些助劑(ji)來(lai)(lai)進行調整(zheng)。如何選擇合(he)適(shi)的(de)助劑(ji)，對(dui)整(zheng)個(ge)漆(qi)膜的(de)表(biao)面效果(guo)和后期的(de)性(xing)能(neng)都有非常重(zhong)要(yao)的(de)影響~~~

1基材潤濕劑

潤濕(shi)前提條件

涂料的(de)表面張力＜基材(cai)的(de)表面能

水性體(ti)系的(de)表面(mian)張力相對(dui)于(yu)油性體(ti)系來說(shuo)高很多(duo)(duo)，加(jia)上面(mian)對(dui)復雜多(duo)(duo)樣的(de)基(ji)材，尤其是表面(mian)能很低的(de)塑膠(jiao)基(ji)材，要額外(wai)的(de)加(jia)入多(duo)(duo)的(de)基(ji)材潤濕(shi)劑去 降(jiang)低體(ti)系的(de)表面(mian)張力。

類型

有機改性聚硅氧烷

硅酮表面(mian)活性劑

氟(fu)表面(mian)活性劑(ji)

非(fei)硅類表面活性劑

選擇考慮因素(su)

降低靜態表面張力

相容性，防縮孔

溶解(jie)性，穩泡傾向

2分散劑

分散過程

顏(yan)料的潤濕、分(fen)散(san)、穩(wen)定

對于油性涂(tu)料(liao)(liao)來說，由于其(qi)低(di)表(biao)面張力，因此，對粉(fen)料(liao)(liao)的潤濕分(fen)散(san)性也會高(gao)于水(shui)性涂(tu)料(liao)(liao)。此外，在(zai)油性體系中，樹(shu)脂是(shi)(shi)溶(rong)解(jie)在(zai)溶(rong)劑中，是(shi)(shi)一(yi)(yi)個均(jun)相(xiang)的體系，而在(zai)水(shui)性涂(tu)料(liao)(liao)中，樹(shu)脂多的是(shi)(shi)分(fen)散(san)在(zai)水(shui)中，是(shi)(shi)一(yi)(yi)個多相(xiang)的體系，所以穩定性也相(xiang)對較差~因此，要選擇合適的分(fen)散(san)劑~

穩定過程

靜電(dian)穩(wen)定、空(kong)間位阻(zu)

分散過程

考慮因素

和主體樹脂(zhi)良好的混溶性

有(you)效分散顏填料

不影響涂(tu)層(ceng)的耐鹽霧，耐鹽水，耐水性能

綜合以(yi)上考慮因(yin)素(su)，在水(shui)性工業(ye)漆中，應(ying)用較廣(guang)的就是高分(fen)(fen)子類分(fen)(fen)散劑。

高分(fen)子類分(fen)散劑

高分子類分散劑包(bao)含錨定基(ji)團和伸(shen)展鏈

 錨定基(ji)團包裹在顏料表(biao)面,伸(shen)展鏈伸(shen)展在水或溶劑性體系中

在水性涂(tu)料中，因(yin)為(wei)包含有機(ji)，無機(ji)和防銹(xiu)顏料，分散劑(ji)需要多錨定基團的設計

同時伸(shen)展鏈(lian)需要一些疏水改性的(de)設計(ji)，從(cong)而(er)在(zai)涂層干燥后，不影響涂層的(de)耐性

02 氣(qi)泡

產生氣(qi)(qi)泡是(shi)涂膜的(de)一種弊病。在涂裝過(guo)程中，涂料(liao)經攪拌、泵料(liao)輸(shu)送時，混入了空氣(qi)(qi)，一時不易(yi)消散，施工后，在涂膜干燥前又沒(mei)有析離出(chu)去，涂膜表面便(bian)出(chu)現氣(qi)(qi)泡。

消泡過程

分類

有機硅消(xiao)泡劑(ji)：消(xiao)泡力強(qiang)，易(yi)縮(suo)孔---控制用量，研磨前加；

礦(kuang)物油類消泡(pao)劑：消泡(pao)力弱，混溶性好---研磨后(hou)加；

含(han)二氧(yang)化硅類消泡劑：易消光，縮孔較少。

考慮因素

在效率和相容性之間找到正確的(de)平衡

相容性太(tai)好，消泡(pao)/脫泡(pao)效果弱

消泡/脫泡效率太(tai)高，會帶來表面缺陷

對于(yu)預選(xuan)擇，簡(jian)單(dan)的(de)(de) 篩選(xuan)試驗 是非常有效(xiao)的(de)(de)

對于決(jue)定，應(ying)該進行 實際應(ying)用 或模擬實驗

建議要做(zuo) 儲存(cun)穩(wen)定(ding)性 試驗

03 性

在化(hua)學中(zhong)，性(xing)（Chemical polarity）指一根共價(jia)(jia)鍵(jian)或一個共價(jia)(jia)分子(zi)中(zhong)電荷分布的(de)不(bu)均勻性(xing)。如(ru)果(guo)電荷分布得不(bu)均勻，則(ze)稱該鍵(jian)或分子(zi)為(wei)性(xing)；如(ru)果(guo)不(bu)均勻，則(ze)稱為(wei)非(fei)性(xing)。

從溶解度的角(jiao)度看，分子(zi)(zi)的性(xing)對(dui)物(wu)質溶解性(xing)有很大影(ying)響。性(xing)分子(zi)(zi)易(yi)溶于性(xing)溶劑(ji)，非性(xing)分子(zi)(zi)易(yi)溶劑(ji)非性(xing)溶劑(ji)，也即 “相似(si)相溶”。

在(zai)涂(tu)料中，水(shui)的(de)(de)性(xing)(xing)非常大，所以(yi)它對于樹(shu)脂來(lai)說基本上(shang)是(shi)沒有溶(rong)(rong)解力的(de)(de)。而在(zai)油性(xing)(xing)涂(tu)料中，樹(shu)脂是(shi)溶(rong)(rong)解在(zai)溶(rong)(rong)劑里的(de)(de)，所以(yi)體系的(de)(de)粘度可(ke)以(yi)根據不同(tong)的(de)(de)溶(rong)(rong)劑搭配來(lai)進行(xing)調整，而且穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)好。而水(shui)性(xing)(xing)涂(tu)料則需(xu)要加入(ru)額外的(de)(de)增(zeng)稠(chou)劑來(lai)進行(xing)粘度的(de)(de)調整。

1增稠劑

水性(xing)涂料(liao)具(ju)有(you)強的觸變性(xing)，受剪切(qie)力影響(xiang)較大(da)，因還(huan)需選擇合(he)適類型、合(he)適用量的流變助劑(ji)進行(xing)搭配。

在(zai)水(shui)性涂料中，盡(jin)量使用聚氨酯增稠劑，可(ke)搭配氣相二氧化硅或者膨潤土

不(bu)用/少用纖(xian)維素類(lei)或堿溶(rong)脹類(lei)增稠(chou)劑，降低對涂料(liao)耐(nai)(nai)鹽霧耐(nai)(nai)水的影(ying)響(xiang)

04 閃(shan)銹

閃銹(xiu)：是水性涂(tu)料干燥(zao)過程中出現的銹(xiu)蝕(shi)。

產(chan)生原因：水(shui)性涂料是導(dao)體，在(zai)存在(zai)電位差的不同(tong)區(qu)域間形成電流，在(zai)水(shui)、氧氣的共同(tong)作用下，產(chan)生腐蝕(shi)。

產生的(de)因素(su)：水、氧氣、金屬(shu)底材。

分類

閃銹(xiu)抑制(zhi)劑(ji)的作用(yong)機理(li)與涂料(liao)長效(xiao)機理(li)一(yi)致的，也(ye)有(you)緩蝕型、鈍(dun)化(hua)型和屏(ping)蔽型這3種。

考慮因素

具有還原作用的物(wu)質釋放負電荷而(er)起到緩蝕作用，是簡捷(jie)和有效的方法(fa)。但(dan)這(zhe)類物(wu)質離子(zi)性(xing)太強，易(yi)導致耐水性(xing)、耐鹽霧的下降(jiang)；

傳統的亞硝酸(suan)鈉、鉬酸(suan)鈉、鍶鉻黃(huang)等，價格(ge)低，效果好，用量(liang)少，目前還具有(you)競爭力(li)，但是有(you)些影響性能；

此外，就是復(fu)配類(lei)的防(fang)閃銹助(zhu)劑。

05 成膜助劑

水性涂料的防護作用基(ji)于樹(shu)脂良好的成膜性。

同一(yi)個樹脂，不(bu)(bu)同成膜(mo)助(zhu)劑的(de)效率(lv)不(bu)(bu)同，需(xu)要根據脂篩選合適的(de)成膜(mo)助(zhu)劑

合適的(de)成膜助劑：

相容(rong)性，加入(ru)不破乳

成膜效率

施工時(shi)合適的揮發速率

在涂料施工中，溶劑從漆(qi)膜(mo)中揮發出去，其揮發速率會影(ying)(ying)響干燥時間和(he)漆(qi)膜(mo)的(de)外觀和(he)物理性能。溶劑的(de)揮發速率受溫度、蒸汽(qi)壓、表面與提及之比和(he)表面空氣(qi)流(liu)速四個(ge)變量(liang)的(de)影(ying)(ying)響。水的(de)揮發還受相對濕度的(de)影(ying)(ying)響。

05 顏料(liao)

按照顏(yan)(yan)料(liao)(liao)在(zai)涂料(liao)(liao)中的用(yong)途，可(ke)以分為四大類(lei)：著色顏(yan)(yan)料(liao)(liao)、體質顏(yan)(yan)料(liao)(liao)、防銹顏(yan)(yan)料(liao)(liao)和(he)功能顏(yan)(yan)料(liao)(liao)。

1著色顏料

著(zhu)(zhu)色(se)顏料在涂料中的主要(yao)(yao)作用時著(zhu)(zhu)色(se)和遮蓋物面，因此除了要(yao)(yao)求它(ta)們不溶于水、油和溶劑外，主要(yao)(yao)在色(se)彩方面要(yao)(yao)鮮(xian)艷美麗，具有良(liang)好的著(zhu)(zhu)色(se)力和遮蓋力，對光、熱(re)穩定(ding)性好，在相對的時間內不變色(se)。

值得(de)注意(yi)的時其(qi)中(zhong)的鉛鉻(ge)黃顏(yan)料，是鉛的化合物，通常含鉛量53~64%，含鉻(ge)在10%~16%之間，目前已經開始收到限(xian)制使(shi)用。

2體質顏(yan)料

體(ti)質顏料(liao)(liao)是低(di)折射率的(de)白色或者無色顏料(liao)(liao)，在習慣(guan)上(shang)稱為 填(tian)料(liao)(liao)。工業漆中(zhong)常用的(de)體(ti)質顏料(liao)(liao)油碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉(fen)、高(gao)嶺土和云母粉(fen)等。

碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai) 分為重(zhong)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)和輕(qing)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，輕(qing)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)的(de)相(xiang)對密度小，顆粒細。碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)的(de)價格(ge)低廉，性能穩定(ding)，耐光耐候性好。

硫酸鋇 有和合(he)成兩種(zhong)，產品即(ji)重(zhong)晶石粉(fen)，合(he)成產品為沉淀硫酸鋇，其性能較好，白(bai)度高，質地細滑。

滑(hua)(hua)石粉 是滑(hua)(hua)石礦經過磨細而成的(de)(de)粉末(mo)，手觸之有滑(hua)(hua)膩感可(ke)以改良涂料的(de)(de)施工性，其纖維狀結構能夠降(jiang)低涂膜(mo)的(de)(de)可(ke)滲透性，增強涂膜(mo)的(de)(de)耐久性。

高嶺土 具(ju)有化(hua)學惰性(xing)，流動(dong)性(xing)良(liang)好，選(xuan)用(yong)與鈦白粉相同粒徑的高嶺土可(ke)以(yi)提高鈦白粉在(zai)涂(tu)料(liao)中的遮蓋力。

云母粉 是云母礦磨細(xi)而(er)成的(de)(de)細(xi)粉，其片狀結構能(neng)有效(xiao)地減少水(shui)在涂(tu)膜中的(de)(de)穿透性(xing)(xing)，還能(neng)減少涂(tu)膜的(de)(de)開裂(lie)傾(qing)向，提高涂(tu)膜的(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)。

3防銹顏(yan)料

防(fang)(fang)銹顏料的主要(yao)功能是防(fang)(fang)止金屬腐蝕，提(ti)高漆膜(mo)對金屬表面的保護作(zuo)用。

01物(wu)理性防銹顏(yan)料

鐵紅，云(yun)母氧化(hua)鐵，微細玻(bo)璃(li)片等(deng)

化學性(xing)質(zhi)(zhi)穩(wen)定的(de)惰(duo)性(xing)顏(yan)料(liao)或填料(liao)，在涂層中(zhong)填充作用，降低腐(fu)蝕介質(zhi)(zhi)的(de)透(tou)過速(su)度

通過片(pian)狀顏料的(de)屏(ping)蔽作用來提高性(xing)能(neng)

02化(hua)學性防銹顏料

磷(lin)酸(suan)鋅(xin)，改性磷(lin)酸(suan)鋅(xin)，磷(lin)酸(suan)鈣，鉬(mu)酸(suan)鋅(xin)，鉬(mu)酸(suan)鈣，三聚磷(lin)酸(suan)鋁，離子交換型防銹顏料等

化學緩蝕作用(yong)的防(fang)銹顏料能(neng)與金屬表面(mian)發生(sheng)作用(yong)如鈍(dun)化，磷化

產生新(xin)的表面(mian)膜層(ceng)，鈍(dun)化(hua)膜，磷(lin)化(hua)膜等

03有機(ji)緩蝕劑

有(you)機硝基化合物鋅(xin)鹽，鄰苯二甲酸鋅(xin)鹽

4功能顏(yan)料

功能顏(yan)料能夠(gou)提供(gong)給涂料的功能，如(ru)耐高(gao)溫、防火、導電和防止海生物等。

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