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小編(bian)和(he)大家(jia)一起討論了如何金屬漆的性能~

本期，一起說說水性工業漆的配方(fang)設(she)計(ji)要點~

首先，涂料的基本(ben)組成部分~這(zhe)個就(jiu)不多說啦，小伙伴們都知道(dao)~

小編想說的(de)是相對于油性涂料(liao)來說，水性涂料(liao)較大的(de)不同(tong)在于分散介質是水，為(wei)了成膜和控制揮發速率等，會加入(ru)少量的(de)助溶(rong)劑~

 根(gen)據實驗室的日積月累(lei)，小編覺得配方設(she)計的 關(guan)鍵點 在(zai)于

“水”的(de)存在~

為什么這(zhe)么說呢，其實總結之前的經驗(yan)，會發現(xian)(xian)(xian)很多(duo)問題的出現(xian)(xian)(xian)都是(shi)因為水的存(cun)在而導(dao)致的。而這(zhe)些問題，在油性(xing)涂料中很少出現(xian)(xian)(xian)，或者不會出現(xian)(xian)(xian)~

接下來，小編(bian)和大家具體討(tao)論，水的(de)(de)存在(zai)，為我們解決要求的(de)(de)同時，會給我們的(de)(de)配方(fang)設計和實際應(ying)用中帶來哪些 困難和挑(tiao)戰~

01 表面(mian)張力

液體(ti)(ti)表(biao)面任(ren)意二相(xiang)鄰部分(fen)之間垂(chui)直(zhi)于它們的(de)(de)(de)單位(wei)長度分(fen)界線相(xiang)互(hu)作用的(de)(de)(de)拉(la)力(li)(li)(li)。表(biao)面張力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)形成同處在液體(ti)(ti)表(biao)面薄層(ceng)內的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)殊(shu)受力(li)(li)(li)狀(zhuang)態密切相(xiang)關。

有話要(yao)說~

從表面(mian)張力的(de)角度來看，相比(bi)油性涂料來說、無論是對 基材的(de)潤濕，還是對 粉料的(de)潤濕，水性涂料都(dou)加困難~~因此，在(zai)水性涂料里我們需要額外的(de)加入一些助(zhu)劑(ji)來進行(xing)調整(zheng)。如何選(xuan)擇合適的(de)助(zhu)劑(ji)，對整(zheng)個漆膜(mo)的(de)表面(mian)效果和(he)后期的(de)性能都(dou)有非常重要的(de)影響~~~

1基材潤濕劑(ji)

潤(run)濕前提(ti)條(tiao)件

涂(tu)料的表(biao)面張力(li)＜基材的表(biao)面能

水性(xing)體(ti)系的(de)表(biao)面(mian)(mian)張力(li)相(xiang)對于油(you)性(xing)體(ti)系來說高很多，加上面(mian)(mian)對復(fu)雜多樣的(de)基(ji)(ji)材(cai)，尤(you)其是(shi)表(biao)面(mian)(mian)能很低的(de)塑膠基(ji)(ji)材(cai)，要額(e)外(wai)的(de)加入多的(de)基(ji)(ji)材(cai)潤濕劑去 降低體(ti)系的(de)表(biao)面(mian)(mian)張力(li)。

類型

有機改性聚硅氧(yang)烷(wan)

硅(gui)酮表(biao)面活性劑

氟表面(mian)活性(xing)劑

非硅類表面活性劑(ji)

選擇(ze)考慮(lv)因(yin)素(su)

降低靜(jing)態表面張力

相容性，防縮孔(kong)

溶解性(xing)，穩泡傾(qing)向

2分散劑

分散過程

顏(yan)料的潤(run)濕、分散、穩定

對于(yu)油(you)性(xing)(xing)涂(tu)料(liao)來說，由于(yu)其低表(biao)面張(zhang)力，因(yin)此，對粉料(liao)的(de)(de)潤濕分散(san)(san)性(xing)(xing)也會高于(yu)水(shui)性(xing)(xing)涂(tu)料(liao)。此外(wai)，在(zai)油(you)性(xing)(xing)體系(xi)中(zhong)，樹脂是溶(rong)解在(zai)溶(rong)劑中(zhong)，是一個(ge)(ge)均(jun)相(xiang)的(de)(de)體系(xi)，而在(zai)水(shui)性(xing)(xing)涂(tu)料(liao)中(zhong)，樹脂多的(de)(de)是分散(san)(san)在(zai)水(shui)中(zhong)，是一個(ge)(ge)多相(xiang)的(de)(de)體系(xi)，所以穩定(ding)性(xing)(xing)也相(xiang)對較差(cha)~因(yin)此，要選擇合適的(de)(de)分散(san)(san)劑~

穩定過程

靜電穩定、空間位阻(zu)

分散過程

考慮因素

和(he)主體樹脂良好的混溶(rong)性(xing)

有效(xiao)分散顏填料

不影響涂層(ceng)的(de)耐(nai)鹽霧，耐(nai)鹽水，耐(nai)水性能

綜合(he)以(yi)上考(kao)慮因(yin)素，在水(shui)性工業漆中，應(ying)用較(jiao)廣的(de)就是高分子類分散劑。

高分子類分散劑

高分(fen)子類分(fen)散劑包含錨定基團和伸展鏈

錨定基團(tuan)包裹在顏(yan)料表面,伸展鏈伸展在水或溶劑性(xing)體(ti)系中(zhong)

在水(shui)性涂料中(zhong)，因(yin)為包含(han)有(you)機(ji)，無機(ji)和防(fang)銹顏料，分(fen)散劑(ji)需要多(duo)錨定基團的設計

同(tong)時(shi)伸展鏈(lian)需要一些疏水(shui)改性的(de)設計，從而在(zai)涂層干燥后，不影響(xiang)涂層的(de)耐性 

02 氣泡

產(chan)生氣(qi)泡是(shi)涂膜(mo)的一種弊(bi)病。在(zai)涂裝過程中，涂料經攪拌、泵料輸送時(shi)，混入了空氣(qi)，一時(shi)不易消散，施工后，在(zai)涂膜(mo)干(gan)燥前又沒(mei)有析離(li)出去，涂膜(mo)表面便出現氣(qi)泡。

消泡過程

分類

有機硅(gui)消泡劑：消泡力強(qiang)，易縮孔---控制用量，研磨前加；

礦物油類消泡劑(ji)：消泡力弱(ruo)，混溶性好---研磨后加(jia)；

含(han)二氧(yang)化硅類消(xiao)泡劑：易消(xiao)光，縮(suo)孔較少(shao)。

考慮因素

在效率和(he)相容性之間找到(dao)正確的平衡

相(xiang)容性太好，消泡/脫泡效果弱(ruo)

消泡(pao)/脫泡(pao)效率太(tai)高，會帶來表(biao)面缺陷

對于預(yu)選(xuan)(xuan)擇，簡單的(de) 篩選(xuan)(xuan)試驗 是(shi)非常有效的(de)

對于決(jue)定，應(ying)該進行 實際應(ying)用 或模擬實驗(yan)

建(jian)議要(yao)做 儲(chu)存穩定(ding)性 試驗

03 性

在(zai)化(hua)學中(zhong)，性（Chemical polarity）指一根(gen)共價鍵(jian)或一個共價分(fen)子中(zhong)電荷(he)分(fen)布的不(bu)均(jun)(jun)勻性。如果電荷(he)分(fen)布得不(bu)均(jun)(jun)勻，則(ze)稱該鍵(jian)或分(fen)子為性；如果不(bu)均(jun)(jun)勻，則(ze)稱為非(fei)性。

從(cong)溶(rong)解(jie)度的角度看，分(fen)子(zi)的性對物質溶(rong)解(jie)性有很(hen)大影響(xiang)。性分(fen)子(zi)易溶(rong)于性溶(rong)劑，非(fei)(fei)性分(fen)子(zi)易溶(rong)劑非(fei)(fei)性溶(rong)劑，也(ye)即 “相似相溶(rong)”。

在(zai)涂(tu)料中，水(shui)的(de)性非常(chang)大，所以(yi)它對于(yu)樹脂來(lai)說基(ji)本上是沒(mei)有(you)溶解(jie)力的(de)。而(er)在(zai)油性涂(tu)料中，樹脂是溶解(jie)在(zai)溶劑(ji)里的(de)，所以(yi)體系的(de)粘(zhan)(zhan)度可以(yi)根據不同的(de)溶劑(ji)搭配(pei)來(lai)進(jin)行調整(zheng)，而(er)且穩(wen)定性好(hao)。而(er)水(shui)性涂(tu)料則(ze)需要(yao)加入額外的(de)增(zeng)稠劑(ji)來(lai)進(jin)行粘(zhan)(zhan)度的(de)調整(zheng)。

1增稠劑

水性涂料(liao)具(ju)有(you)強的觸變性，受(shou)剪切力影響較大，因還需選擇合適類(lei)型(xing)、合適用量的流變助劑進行(xing)搭配。

在水(shui)性(xing)涂料中，盡量(liang)使(shi)用聚氨酯增稠劑，可搭配氣相二氧(yang)化硅(gui)或者膨潤土

不(bu)用(yong)/少用(yong)纖(xian)維素類(lei)或堿(jian)溶脹(zhang)類(lei)增稠劑，降低對(dui)涂料(liao)耐(nai)鹽霧耐(nai)水的(de)影(ying)響

04 閃(shan)銹

閃銹：是(shi)水性涂(tu)料干燥過程中出現的銹蝕。

產生原因(yin)：水性(xing)涂料是導體，在存在電位差的不同區域間形成電流(liu)，在水、氧(yang)氣的共同作用下，產生腐蝕。

產(chan)生(sheng)的(de)因素：水、氧氣、金屬底(di)材。

分類

閃銹抑制劑(ji)的作用機(ji)(ji)理與涂料(liao)長效機(ji)(ji)理一致的，也有緩蝕型(xing)、鈍化型(xing)和屏(ping)蔽(bi)型(xing)這3種。

考慮因素

具有還原作用的物(wu)質(zhi)釋放負(fu)電荷(he)而起到緩(huan)蝕作用，是(shi)簡捷(jie)和有效的方法。但這類(lei)物(wu)質(zhi)離子性太強(qiang)，易(yi)導致耐(nai)(nai)水性、耐(nai)(nai)鹽霧的下降；

傳統(tong)的亞硝(xiao)酸鈉、鉬酸鈉、鍶鉻(ge)黃(huang)等，價(jia)格低，效果好，用(yong)量少，目前還(huan)具有競爭力(li)，但是有些影(ying)響性能；

此外，就(jiu)是復配(pei)類(lei)的(de)防閃(shan)銹助劑。

05 成(cheng)膜助劑

水性(xing)涂料(liao)的(de)防(fang)護作用基于樹脂良(liang)好(hao)的(de)成膜性(xing)。

同(tong)一(yi)個(ge)樹脂，不(bu)同(tong)成膜(mo)助(zhu)劑的效率不(bu)同(tong)，需要(yao)根據脂篩選合(he)適的成膜(mo)助(zhu)劑

合(he)適的成膜助劑：

相容性(xing)，加入不破乳

成膜效率

施工時合適的揮發速率

在涂料(liao)施工(gong)中(zhong)，溶(rong)劑從漆(qi)膜(mo)中(zhong)揮發(fa)出去，其揮發(fa)速(su)率會影(ying)響干燥(zao)時(shi)間和(he)漆(qi)膜(mo)的外(wai)觀(guan)和(he)物理(li)性能。溶(rong)劑的揮發(fa)速(su)率受溫度、蒸汽壓、表(biao)(biao)面(mian)與提及(ji)之比和(he)表(biao)(biao)面(mian)空氣流速(su)四個(ge)變量的影(ying)響。水的揮發(fa)還(huan)受相(xiang)對濕度的影(ying)響。

05 顏料(liao)

按(an)照(zhao)顏(yan)料(liao)在涂料(liao)中的用(yong)途，可以分(fen)為四大類：著色顏(yan)料(liao)、體質顏(yan)料(liao)、防銹顏(yan)料(liao)和(he)功(gong)能顏(yan)料(liao)。

1著色顏(yan)料

著(zhu)色顏料在(zai)(zai)涂料中的(de)主要(yao)作(zuo)用時(shi)著(zhu)色和(he)遮(zhe)蓋物面(mian)，因此除了要(yao)求它們不(bu)溶(rong)于水、油和(he)溶(rong)劑外(wai)，主要(yao)在(zai)(zai)色彩方面(mian)要(yao)鮮艷美麗，具有良好的(de)著(zhu)色力和(he)遮(zhe)蓋力，對(dui)光、熱穩定性好，在(zai)(zai)相對(dui)的(de)時(shi)間內(nei)不(bu)變色。

值得注意的(de)時其中的(de)鉛(qian)鉻黃顏料(liao)，是鉛(qian)的(de)化合物，通常(chang)含鉛(qian)量53~64%，含鉻在(zai)10%~16%之間，目前已經(jing)開始收到(dao)限制使用。

2體質顏料

體(ti)(ti)質顏料(liao)是低折射率的白色或(huo)者(zhe)無色顏料(liao)，在習慣(guan)上稱為 填料(liao)。工(gong)業漆中常用的體(ti)(ti)質顏料(liao)油碳酸(suan)鈣、二(er)氧化硅、滑(hua)石(shi)粉、高嶺土和云母粉等。

碳酸(suan)鈣(gai)(gai) 分為(wei)重質碳酸(suan)鈣(gai)(gai)和(he)輕質碳酸(suan)鈣(gai)(gai)，輕質碳酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)相(xiang)對密(mi)度小，顆粒細。碳酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)價格(ge)低(di)廉，性(xing)能穩定，耐光耐候(hou)性(xing)好(hao)。

硫酸鋇(bei)(bei) 有和合成兩種，產(chan)品即重晶石(shi)粉，合成產(chan)品為沉(chen)淀硫酸鋇(bei)(bei)，其性能(neng)較好，白度(du)高(gao)，質地(di)細滑。

滑(hua)(hua)石粉(fen) 是滑(hua)(hua)石礦(kuang)經過磨細而成的粉(fen)末，手觸之有滑(hua)(hua)膩感可(ke)以改良涂(tu)料的施工性(xing)，其纖維狀(zhuang)結構能夠降低(di)涂(tu)膜的可(ke)滲透性(xing)，增強涂(tu)膜的耐久(jiu)性(xing)。

高(gao)(gao)嶺土 具有化學惰性，流動性良好，選用(yong)與鈦白粉相同粒(li)徑(jing)的高(gao)(gao)嶺土可以(yi)提高(gao)(gao)鈦白粉在涂料中的遮蓋(gai)力。

 云(yun)(yun)母粉 是云(yun)(yun)母礦磨細而(er)成的(de)細粉，其片(pian)狀(zhuang)結構能(neng)有效(xiao)地減(jian)(jian)少水(shui)在涂膜中(zhong)的(de)穿透性(xing)，還能(neng)減(jian)(jian)少涂膜的(de)開裂傾向，提高涂膜的(de)耐候性(xing)。

3防銹顏(yan)料

防銹顏(yan)料的主(zhu)要功能(neng)是防止金(jin)屬腐蝕，提高漆(qi)膜對金(jin)屬表(biao)面的保護作用。

01物理性防銹顏料

鐵(tie)紅，云母氧化鐵(tie)，微細玻璃片(pian)等

化(hua)學性質穩定的(de)惰性顏(yan)料或填料，在涂層中填充(chong)作(zuo)用，降低腐蝕(shi)介質的(de)透過速度

通(tong)過片狀顏(yan)料的屏蔽作(zuo)用來(lai)提高(gao)性能(neng)

02化學性防銹(xiu)顏料

磷酸(suan)(suan)鋅(xin)，改性磷酸(suan)(suan)鋅(xin)，磷酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，鉬酸(suan)(suan)鋅(xin)，鉬酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，三聚磷酸(suan)(suan)鋁，離子交(jiao)換型防銹顏料等

化(hua)(hua)學緩(huan)蝕(shi)作(zuo)用的防銹顏料能(neng)與金屬表面(mian)發(fa)生(sheng)作(zuo)用如鈍化(hua)(hua)，磷化(hua)(hua)

產生新的表面膜(mo)層，鈍化膜(mo)，磷化膜(mo)等

03有機緩蝕劑

有(you)機硝(xiao)基化合物鋅鹽，鄰苯二甲酸鋅鹽

4功能顏料

功(gong)能顏料能夠提供給(gei)涂料的功(gong)能，如(ru)耐高溫、防火(huo)、導(dao)電和防止海生物等。

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