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小編(bian)和大家一起討論了如(ru)何金屬漆(qi)的(de)性(xing)能~

本期，一起說說水性工業漆的配方設計要(yao)點~

首先，涂(tu)料的基(ji)本組(zu)成部(bu)分~這個(ge)就不多(duo)說啦(la)，小伙伴們都知道~

小編(bian)想說的(de)是相對于(yu)油性(xing)涂(tu)料來說，水性(xing)涂(tu)料較大的(de)不同在于(yu)分散介質是水，為了成膜和控(kong)制揮發速(su)率等，會(hui)加入(ru)少量(liang)的(de)助溶劑~

根據實驗室的日積月(yue)累，小編覺得(de)配(pei)方設計的 關鍵點(dian) 在于

“水”的存(cun)在~

為什么(me)這(zhe)么(me)說呢，其實總(zong)結(jie)之前的(de)經(jing)驗，會發(fa)現(xian)很(hen)多(duo)問題的(de)出現(xian)都(dou)是(shi)因為水的(de)存(cun)在(zai)而(er)導致的(de)。而(er)這(zhe)些問題，在(zai)油性涂料中很(hen)少出現(xian)，或者不會出現(xian)~

接下來(lai)(lai)，小編和(he)大家具體討論，水的(de)存在，為我們解決(jue)要(yao)求的(de)同時，會給我們的(de)配方設計和(he)實際應用中帶來(lai)(lai)哪些 困難和(he)挑戰(zhan)~

01 表面張力(li)

液體表面任(ren)意二(er)相鄰部分之(zhi)間垂直于它們(men)的(de)單位(wei)長(chang)度分界線相互作用(yong)的(de)拉力(li)。表面張力(li)的(de)形成同處(chu)在液體表面薄(bo)層(ceng)內的(de)分子的(de)殊受(shou)力(li)狀態(tai)密(mi)切相關。

有話(hua)要說(shuo)~

從(cong)表(biao)面張力的(de)(de)角度來看，相比(bi)油(you)性涂(tu)料來說、無論是對(dui) 基(ji)材的(de)(de)潤濕，還(huan)是對(dui) 粉料的(de)(de)潤濕，水性涂(tu)料都加困難(nan)~~因此，在水性涂(tu)料里我們需要額外(wai)的(de)(de)加入一些助劑來進行調整。如何選擇(ze)合適(shi)的(de)(de)助劑，對(dui)整個漆膜的(de)(de)表(biao)面效果和(he)后期的(de)(de)性能都有非常重(zhong)要的(de)(de)影響~~~

1基(ji)材潤濕劑(ji)

潤濕前提條件

涂料的表面(mian)張力(li)＜基(ji)材的表面(mian)能

水(shui)性(xing)(xing)體系(xi)的(de)表(biao)面張(zhang)力(li)相對(dui)于(yu)油性(xing)(xing)體系(xi)來說(shuo)高很多，加上面對(dui)復雜多樣的(de)基(ji)材，尤其是表(biao)面能(neng)很低的(de)塑膠基(ji)材，要(yao)額外的(de)加入多的(de)基(ji)材潤(run)濕劑去 降(jiang)低體系(xi)的(de)表(biao)面張(zhang)力(li)。

類型

有機改性(xing)聚硅氧烷

硅酮(tong)表面活性劑(ji)

氟表面活性(xing)劑(ji)

非硅類表面活性(xing)劑

選擇考慮因素

降低靜(jing)態表面張力

相(xiang)容性，防縮孔

溶解性，穩(wen)泡傾(qing)向

2分散劑

分散過程

顏料的潤濕、分散、穩(wen)定

對(dui)于(yu)油性(xing)涂(tu)料(liao)來說，由于(yu)其(qi)低表面張力，因(yin)此(ci)，對(dui)粉料(liao)的潤濕分散(san)性(xing)也會高于(yu)水(shui)性(xing)涂(tu)料(liao)。此(ci)外，在(zai)油性(xing)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)，樹(shu)脂(zhi)是溶解在(zai)溶劑中(zhong)，是一個(ge)均相(xiang)的體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)，而在(zai)水(shui)性(xing)涂(tu)料(liao)中(zhong)，樹(shu)脂(zhi)多的是分散(san)在(zai)水(shui)中(zhong)，是一個(ge)多相(xiang)的體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)，所以穩(wen)定性(xing)也相(xiang)對(dui)較差~因(yin)此(ci)，要選擇合適的分散(san)劑~

穩定過程

靜電穩定、空間(jian)位阻

分散過程

考慮因素

和主體(ti)樹脂良好的混溶性(xing)

有效分散顏填(tian)料

不影響涂(tu)層的(de)耐鹽(yan)霧，耐鹽(yan)水，耐水性能

 綜合以上考(kao)慮因素，在水性工業(ye)漆中，應用較廣的(de)就是高分(fen)子類分(fen)散劑。

高分子類分散劑

高(gao)分子類分散劑包(bao)含錨定基團(tuan)和伸展鏈

錨定基(ji)團包(bao)裹在顏料表面(mian),伸展鏈伸展在水或溶劑性體系中(zhong)

在水性涂(tu)料(liao)中(zhong)，因(yin)為包含有(you)機(ji)(ji)，無機(ji)(ji)和防銹顏料(liao)，分散劑需要(yao)多錨定基團的設計

同時伸展(zhan)鏈(lian)需要一些(xie)疏水改性(xing)的設計，從而在涂層干(gan)燥后，不影響涂層的耐性(xing)

02 氣泡

產生氣(qi)(qi)泡是涂膜的一(yi)種弊病。在涂裝過(guo)程中，涂料經攪拌、泵料輸送(song)時(shi)，混入了空氣(qi)(qi)，一(yi)時(shi)不易消散(san)，施工后，在涂膜干燥(zao)前又沒有析離出去，涂膜表面便(bian)出現(xian)氣(qi)(qi)泡。

消泡過程

分類

有機硅消泡劑：消泡力(li)強，易縮孔---控制用量，研磨前(qian)加；

礦物油類(lei)消泡(pao)(pao)劑：消泡(pao)(pao)力弱(ruo)，混(hun)溶性(xing)好---研磨后加；

含二氧(yang)化硅類消泡(pao)劑：易消光，縮孔(kong)較少。

考慮因素

在效率和(he)相容性之(zhi)間找到正確的平衡

相容(rong)性太好，消泡/脫泡效(xiao)果弱

消泡(pao)/脫泡(pao)效率(lv)太高，會帶來表面(mian)缺陷(xian)

對于預(yu)選擇，簡(jian)單的 篩選試驗 是非(fei)常有(you)效的

對于決定(ding)，應(ying)(ying)該進(jin)行 實(shi)(shi)際(ji)應(ying)(ying)用 或模擬實(shi)(shi)驗(yan)

建(jian)議要做 儲存穩定性 試驗

03 性

在化學中，性（Chemical polarity）指一根共價鍵(jian)或一個(ge)共價分(fen)子中電荷分(fen)布的不均勻性。如(ru)(ru)果電荷分(fen)布得不均勻，則(ze)稱該鍵(jian)或分(fen)子為性；如(ru)(ru)果不均勻，則(ze)稱為非性。

從(cong)溶(rong)(rong)解度的角度看(kan)，分子(zi)的性(xing)(xing)對物質(zhi)溶(rong)(rong)解性(xing)(xing)有很大影(ying)響。性(xing)(xing)分子(zi)易(yi)溶(rong)(rong)于性(xing)(xing)溶(rong)(rong)劑，非性(xing)(xing)分子(zi)易(yi)溶(rong)(rong)劑非性(xing)(xing)溶(rong)(rong)劑，也即 “相似相溶(rong)(rong)”。

在涂料中(zhong)，水(shui)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)非常大(da)，所(suo)以(yi)它對(dui)于樹(shu)脂來說基本上是(shi)沒有溶(rong)(rong)解(jie)力的(de)(de)(de)(de)。而(er)在油性(xing)(xing)(xing)涂料中(zhong)，樹(shu)脂是(shi)溶(rong)(rong)解(jie)在溶(rong)(rong)劑里的(de)(de)(de)(de)，所(suo)以(yi)體系的(de)(de)(de)(de)粘(zhan)(zhan)度(du)可(ke)以(yi)根據不同的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)劑搭(da)配來進行調(diao)(diao)整，而(er)且(qie)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)好。而(er)水(shui)性(xing)(xing)(xing)涂料則需要加入額外的(de)(de)(de)(de)增稠劑來進行粘(zhan)(zhan)度(du)的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)整。

1增稠劑

水性(xing)涂料具有強的(de)觸變(bian)性(xing)，受剪切力影響較大，因還需選擇合(he)適(shi)類型、合(he)適(shi)用量(liang)的(de)流變(bian)助劑(ji)進行搭(da)配。

在(zai)水性(xing)涂料中，盡量使(shi)用聚(ju)氨酯(zhi)增稠劑，可搭配氣相二(er)氧化硅或者膨(peng)潤土

不用/少用纖維素類或堿溶脹類增稠劑，降低對涂料(liao)耐(nai)鹽霧耐(nai)水(shui)的影響

04 閃銹

閃銹(xiu)：是水性涂料干燥過程中(zhong)出現(xian)的銹(xiu)蝕。

產生(sheng)原因(yin)：水性涂料是導(dao)體，在存在電(dian)位差的(de)不同區域間形成電(dian)流，在水、氧氣(qi)的(de)共同作(zuo)用下(xia)，產生(sheng)腐蝕。

產生(sheng)的(de)因素：水(shui)、氧氣、金屬底材(cai)。

分類

閃銹抑制劑的作(zuo)用機(ji)理(li)(li)與涂料長效(xiao)機(ji)理(li)(li)一致的，也有緩蝕型(xing)、鈍(dun)化(hua)型(xing)和屏蔽型(xing)這(zhe)3種。

考慮因素

具有還原作(zuo)(zuo)用的(de)(de)物質釋放負(fu)電荷而(er)起到緩蝕(shi)作(zuo)(zuo)用，是簡捷和有效(xiao)的(de)(de)方法。但這類物質離(li)子性(xing)太強，易導(dao)致耐水性(xing)、耐鹽霧的(de)(de)下(xia)降(jiang)；

傳統(tong)的亞(ya)硝酸鈉(na)、鉬(mu)酸鈉(na)、鍶鉻(ge)黃等，價格(ge)低，效(xiao)果(guo)好，用量少，目前還具(ju)有競爭力，但是有些影響性能；

此外(wai)，就是(shi)復配類的防閃銹助劑。

05 成膜助劑(ji)

水性(xing)涂(tu)料的(de)防護作用基于樹脂(zhi)良好的(de)成(cheng)膜性(xing)。

同(tong)一(yi)個樹脂，不(bu)同(tong)成膜(mo)助(zhu)劑的效率不(bu)同(tong)，需要根(gen)據脂篩選合(he)適的成膜(mo)助(zhu)劑

合適的成膜助劑(ji)：

相容性，加入不破乳(ru)

成膜效率

施工時合適的揮發(fa)速率

在(zai)涂料施工中(zhong)，溶(rong)劑從漆膜(mo)中(zhong)揮發出去(qu)，其揮發速(su)(su)率會(hui)影(ying)響干燥時(shi)間(jian)和漆膜(mo)的外觀(guan)和物理性能。溶(rong)劑的揮發速(su)(su)率受溫(wen)度、蒸汽壓、表(biao)面與提及之比和表(biao)面空氣流速(su)(su)四個變量的影(ying)響。水的揮發還受相(xiang)對濕度的影(ying)響。

05 顏料

按照顏料(liao)在涂料(liao)中的(de)用途(tu)，可以分為四大類：著色(se)顏料(liao)、體(ti)質顏料(liao)、防(fang)銹(xiu)顏料(liao)和功能(neng)顏料(liao)。

1著色顏料

著色顏料(liao)在涂料(liao)中的(de)主要(yao)作用時(shi)著色和遮蓋物(wu)面，因此除了要(yao)求它(ta)們不溶(rong)于水(shui)、油和溶(rong)劑外，主要(yao)在色彩方面要(yao)鮮艷美麗(li)，具有(you)良好的(de)著色力(li)和遮蓋力(li)，對(dui)光(guang)、熱穩定性好，在相(xiang)對(dui)的(de)時(shi)間內不變色。

值(zhi)得(de)注意的時其中的鉛(qian)鉻黃顏料，是(shi)鉛(qian)的化合物，通常含(han)鉛(qian)量53~64%，含(han)鉻在10%~16%之間(jian)，目前已(yi)經開(kai)始收(shou)到限制使用。

2體質顏(yan)料

體質顏料是低折射(she)率的白色或者無色顏料，在習慣上稱為 填料。工(gong)業漆(qi)中常用的體質顏料油碳酸鈣(gai)、二氧化硅、滑石粉(fen)、高嶺土和云母粉(fen)等。

碳(tan)酸(suan)鈣(gai) 分(fen)為重質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)和輕(qing)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)，輕(qing)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的相對密度小，顆粒細。碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的價格低廉，性能穩(wen)定，耐光耐候性好。

硫酸鋇 有和(he)合(he)成兩種，產品即(ji)重晶石(shi)粉，合(he)成產品為沉淀硫酸鋇，其性(xing)能較好，白度高(gao)，質地細滑。

滑石(shi)粉(fen) 是滑石(shi)礦(kuang)經過磨(mo)細(xi)而(er)成的粉(fen)末，手觸之有(you)滑膩感(gan)可以改良涂料的施工性，其纖維狀結構能夠降(jiang)低涂膜(mo)的可滲透性，增強涂膜(mo)的耐久(jiu)性。

高(gao)嶺土 具有化學惰性，流動性良好，選用(yong)與鈦(tai)白粉(fen)相同(tong)粒徑的高(gao)嶺土可以提高(gao)鈦(tai)白粉(fen)在涂料(liao)中的遮蓋力(li)。

云(yun)母粉(fen) 是云(yun)母礦磨細而成的(de)細粉(fen)，其片狀結構(gou)能(neng)有效地減少水在涂(tu)膜(mo)中的(de)穿透性，還能(neng)減少涂(tu)膜(mo)的(de)開裂(lie)傾向，提高(gao)涂(tu)膜(mo)的(de)耐候性。

3防銹顏(yan)料(liao)

防銹顏料的主要功(gong)能(neng)是防止(zhi)金(jin)屬(shu)(shu)腐蝕，提(ti)高漆膜對金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)的保護作用。

01物理性防銹顏(yan)料

鐵(tie)紅(hong)，云母氧化鐵(tie)，微(wei)細玻(bo)璃片等

化學(xue)性質穩定的惰性顏料或填料，在涂層中(zhong)填充作用，降低腐蝕(shi)介質的透過速度

通過(guo)片狀顏料的屏(ping)蔽作用來提高性(xing)能(neng)

02化學(xue)性(xing)防銹(xiu)顏料(liao)

磷(lin)(lin)酸(suan)鋅(xin)，改(gai)性磷(lin)(lin)酸(suan)鋅(xin)，磷(lin)(lin)酸(suan)鈣，鉬酸(suan)鋅(xin)，鉬酸(suan)鈣，三聚磷(lin)(lin)酸(suan)鋁，離子交換型防銹(xiu)顏(yan)料等

化學(xue)緩蝕作用的防(fang)銹顏料能(neng)與(yu)金屬表面發生作用如鈍化，磷化 

產生新的表面膜(mo)層，鈍(dun)化膜(mo)，磷(lin)化膜(mo)等

03有機緩蝕(shi)劑

有機(ji)硝基化合物鋅(xin)鹽(yan)(yan)，鄰苯二甲酸(suan)鋅(xin)鹽(yan)(yan)

4功能顏料

功(gong)能顏料能夠提供給涂料的功(gong)能，如耐高溫、防火、導電(dian)和防止海生物等。

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