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小編(bian)和大家(jia)一起討論了如何(he)金屬漆的(de)性能~

本期，一起說說水性工業漆的配(pei)方設(she)計(ji)要點~

首先，涂料的基本組成部分~這個(ge)就不多說啦(la)，小伙伴們都知道~

小編想說的是(shi)相對于(yu)油性涂(tu)(tu)料來說，水性涂(tu)(tu)料較大的不同在于(yu)分(fen)散介(jie)質是(shi)水，為(wei)了成膜和控制揮發速率(lv)等，會(hui)加入少量的助溶劑(ji)~

根(gen)據(ju)實(shi)驗(yan)室的日積(ji)月累，小(xiao)編覺得配方設(she)計(ji)的 關鍵點 在(zai)于(yu)

“水”的存在~

為什么這么說呢，其實總結(jie)之前的(de)經驗(yan)，會發現很(hen)多問題(ti)的(de)出(chu)現都是因為水的(de)存在(zai)而導致的(de)。而這些(xie)問題(ti)，在(zai)油(you)性涂(tu)料中(zhong)很(hen)少出(chu)現，或者不(bu)會出(chu)現~

接下來，小編和(he)大家具(ju)體討論，水的存在，為我們解(jie)決要求的同時，會給(gei)我們的配(pei)方設計和(he)實際(ji)應用中帶來哪些 困難和(he)挑戰~

01 表面張(zhang)力

液(ye)體表(biao)(biao)面任意二(er)相鄰部分之間垂直于(yu)它們(men)的(de)單位長度分界線相互作(zuo)用(yong)的(de)拉(la)力。表(biao)(biao)面張力的(de)形成(cheng)同處在液(ye)體表(biao)(biao)面薄層內的(de)分子(zi)的(de)殊受力狀態密切相關。

有話要說~

從(cong)表面張力(li)的(de)角度(du)來(lai)看，相比(bi)油性涂(tu)料來(lai)說、無論是(shi)對(dui)(dui) 基材的(de)潤濕，還是(shi)對(dui)(dui) 粉料的(de)潤濕，水(shui)性涂(tu)料都(dou)(dou)加困難(nan)~~因此，在水(shui)性涂(tu)料里我們需要額外的(de)加入一些(xie)助劑(ji)來(lai)進(jin)行調整。如(ru)何選(xuan)擇(ze)合適的(de)助劑(ji)，對(dui)(dui)整個漆(qi)膜(mo)的(de)表面效果(guo)和后期的(de)性能(neng)都(dou)(dou)有非常(chang)重要的(de)影響~~~

1基材潤濕劑

潤(run)濕前(qian)提條件

涂料的(de)表面張力(li)＜基材的(de)表面能

水性體系(xi)的表面(mian)張力相對于油性體系(xi)來說(shuo)高很多(duo)(duo)，加上面(mian)對復雜(za)多(duo)(duo)樣的基材，尤其(qi)是表面(mian)能很低的塑(su)膠基材，要額外(wai)的加入(ru)多(duo)(duo)的基材潤濕(shi)劑去 降低體系(xi)的表面(mian)張力。

類型

有機改性聚硅氧(yang)烷

硅酮(tong)表(biao)面活(huo)性(xing)劑

氟表面活性劑

非硅類表面(mian)活(huo)性劑

選擇考慮因素

降低靜態表面張力

相容性，防(fang)縮孔

溶解(jie)性，穩泡傾向(xiang)

2分散劑

分散過程

顏料的潤濕、分散、穩定

對(dui)于(yu)油(you)(you)性(xing)涂(tu)料(liao)來說，由于(yu)其低(di)表面張力，因此，對(dui)粉料(liao)的(de)(de)潤(run)濕分散(san)性(xing)也會高于(yu)水(shui)性(xing)涂(tu)料(liao)。此外，在油(you)(you)性(xing)體(ti)系(xi)中(zhong)，樹(shu)脂(zhi)是溶解在溶劑中(zhong)，是一(yi)個(ge)均相(xiang)的(de)(de)體(ti)系(xi)，而在水(shui)性(xing)涂(tu)料(liao)中(zhong)，樹(shu)脂(zhi)多(duo)的(de)(de)是分散(san)在水(shui)中(zhong)，是一(yi)個(ge)多(duo)相(xiang)的(de)(de)體(ti)系(xi)，所以穩定性(xing)也相(xiang)對(dui)較(jiao)差(cha)~因此，要選(xuan)擇合適的(de)(de)分散(san)劑~

穩定過程

靜電穩定、空間位阻

分散過程

考慮因素

和主體(ti)樹脂(zhi)良好的混溶性

有效分(fen)散顏填(tian)料

不(bu)影響涂層的耐(nai)鹽(yan)霧，耐(nai)鹽(yan)水(shui)，耐(nai)水(shui)性能

綜合以上考慮因素，在水性(xing)工業漆中，應(ying)用較廣的就是(shi)高(gao)分子類分散劑(ji)。

高分子類(lei)分散劑

高分子類分散(san)劑包含錨定基團和伸展鏈

錨定基團包裹在顏料(liao)表面(mian),伸展鏈伸展在水或溶劑(ji)性體系中

在水性涂料中，因(yin)為包(bao)含有機(ji)，無(wu)機(ji)和防銹顏料，分散劑需要多錨定(ding)基團的設計

同(tong)時伸展鏈需要一些(xie)疏水改性的設計，從(cong)而在(zai)涂層(ceng)干燥后，不(bu)影響涂層(ceng)的耐性

02 氣泡

產生氣(qi)泡是涂(tu)膜(mo)的(de)一種(zhong)弊病。在涂(tu)裝過程中(zhong)，涂(tu)料經攪(jiao)拌、泵料輸送時(shi)，混(hun)入了(le)空氣(qi)，一時(shi)不易消散，施工后，在涂(tu)膜(mo)干(gan)燥前又沒有析離出去，涂(tu)膜(mo)表面便出現氣(qi)泡。

消泡過程

分類

有機硅消(xiao)(xiao)泡(pao)劑：消(xiao)(xiao)泡(pao)力強，易縮孔---控制用量，研磨前加；

礦物油類消(xiao)泡(pao)劑：消(xiao)泡(pao)力弱，混溶性好(hao)---研磨后加；

含二(er)氧化硅類(lei)消(xiao)泡劑：易(yi)消(xiao)光，縮孔較少(shao)。

考慮因素

在效率和相容性之間找到正確的平衡(heng)

相容性太好，消泡(pao)/脫泡(pao)效果弱

消泡/脫泡效(xiao)率太高(gao)，會帶來表面缺陷

對于預選(xuan)擇，簡單的 篩選(xuan)試驗 是非常有效的

對(dui)于決定(ding)，應該(gai)進(jin)行 實(shi)(shi)際應用(yong) 或模擬實(shi)(shi)驗

建議要做 儲存穩(wen)定(ding)性 試驗

03 性

在化學中，性（Chemical polarity）指一根共(gong)價鍵(jian)或一個(ge)共(gong)價分(fen)(fen)子中電荷(he)分(fen)(fen)布(bu)的不均勻性。如(ru)果電荷(he)分(fen)(fen)布(bu)得(de)不均勻，則(ze)稱該(gai)鍵(jian)或分(fen)(fen)子為性；如(ru)果不均勻，則(ze)稱為非(fei)性。

從溶(rong)解度的(de)(de)角度看，分(fen)子的(de)(de)性(xing)對(dui)物質溶(rong)解性(xing)有(you)很大影響。性(xing)分(fen)子易溶(rong)于(yu)性(xing)溶(rong)劑(ji)，非性(xing)分(fen)子易溶(rong)劑(ji)非性(xing)溶(rong)劑(ji)，也(ye)即 “相似相溶(rong)”。

在(zai)(zai)(zai)涂(tu)料中(zhong)，水的(de)性非常大，所(suo)以它對于樹脂來(lai)(lai)說基(ji)本上是(shi)沒有溶(rong)解力的(de)。而在(zai)(zai)(zai)油性涂(tu)料中(zhong)，樹脂是(shi)溶(rong)解在(zai)(zai)(zai)溶(rong)劑里(li)的(de)，所(suo)以體系的(de)粘(zhan)度(du)可以根據不(bu)同的(de)溶(rong)劑搭配來(lai)(lai)進(jin)行(xing)調整，而且穩定性好。而水性涂(tu)料則需(xu)要(yao)加(jia)入額外的(de)增稠劑來(lai)(lai)進(jin)行(xing)粘(zhan)度(du)的(de)調整。

1增稠劑

水(shui)性涂料(liao)具有強的(de)(de)觸變(bian)性，受(shou)剪(jian)切力影響較大，因(yin)還需選(xuan)擇合適類(lei)型、合適用量的(de)(de)流變(bian)助(zhu)劑進(jin)行搭配。

在水性涂料中，盡量使(shi)用聚氨酯增稠劑，可搭(da)配氣相(xiang)二氧化硅或(huo)者膨(peng)潤土

不(bu)用/少用纖(xian)維素(su)類或堿溶脹類增稠劑(ji)，降低對涂料耐(nai)(nai)鹽霧耐(nai)(nai)水(shui)的影響

04 閃銹

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

產生(sheng)原因：水(shui)性涂料(liao)是(shi)導(dao)體，在存在電位差的不同(tong)區(qu)域間(jian)形成電流，在水(shui)、氧(yang)氣的共同(tong)作用下，產生(sheng)腐蝕。

產生(sheng)的因(yin)素：水(shui)、氧氣、金(jin)屬底材。

分類

閃(shan)銹抑制劑的(de)作用(yong)機理與(yu)涂料長效機理一致的(de)，也有(you)緩蝕型、鈍化型和(he)屏(ping)蔽型這3種。

考慮因素

具有(you)還原作(zuo)用(yong)的物質(zhi)釋(shi)放(fang)負電荷而起到緩蝕作(zuo)用(yong)，是(shi)簡(jian)捷(jie)和有(you)效的方法。但這類物質(zhi)離子性太強，易導致耐(nai)水(shui)性、耐(nai)鹽霧的下降；

傳統的(de)亞硝酸(suan)(suan)鈉(na)、鉬酸(suan)(suan)鈉(na)、鍶鉻黃等，價格低，效(xiao)果好，用量(liang)少，目前還具(ju)有(you)競爭力，但是有(you)些影響(xiang)性能；

此外，就是復配類的(de)防閃銹助(zhu)劑。

05 成膜(mo)助劑

水性(xing)涂料的(de)(de)防護(hu)作用基于樹(shu)脂良好(hao)的(de)(de)成膜性(xing)。

同一個樹脂，不同成(cheng)膜(mo)助(zhu)劑的效率不同，需要根據脂篩選合適的成(cheng)膜(mo)助(zhu)劑

合適的成膜助(zhu)劑：

相容性，加入不(bu)破乳(ru)

成膜效率

施(shi)工時合適的揮發速率

在涂料施工中，溶(rong)劑從漆膜中揮(hui)發(fa)出去，其揮(hui)發(fa)速率(lv)會影(ying)響(xiang)干燥時間和(he)漆膜的外觀(guan)和(he)物理性能。溶(rong)劑的揮(hui)發(fa)速率(lv)受溫(wen)度(du)、蒸汽壓、表面與提(ti)及(ji)之比和(he)表面空氣流速四個變(bian)量(liang)的影(ying)響(xiang)。水(shui)的揮(hui)發(fa)還受相對濕度(du)的影(ying)響(xiang)。

05 顏料

按(an)照(zhao)顏(yan)料在涂料中的用途，可(ke)以分(fen)為四大類：著色顏(yan)料、體質顏(yan)料、防銹顏(yan)料和(he)功能顏(yan)料。

1著(zhu)色顏料

著色顏料在涂料中的主(zhu)要(yao)作(zuo)用時著色和遮(zhe)蓋物面(mian)，因此(ci)除了要(yao)求它們不溶于(yu)水、油和溶劑外，主(zhu)要(yao)在色彩(cai)方面(mian)要(yao)鮮艷美麗，具有良好(hao)的著色力和遮(zhe)蓋力，對(dui)光、熱穩定(ding)性好(hao)，在相對(dui)的時間內(nei)不變色。

值得注意的(de)時其中(zhong)的(de)鉛鉻黃顏料，是鉛的(de)化合物，通常含鉛量53~64%，含鉻在10%~16%之間，目前已經開始收到限制使用。

2體質顏料(liao)

體質顏料(liao)(liao)是低折射率(lv)的(de)(de)白色或者無色顏料(liao)(liao)，在習(xi)慣上稱為 填料(liao)(liao)。工(gong)業漆中(zhong)常用的(de)(de)體質顏料(liao)(liao)油碳酸鈣、二氧(yang)化硅、滑(hua)石(shi)粉、高嶺土和云母粉等。

碳(tan)酸(suan)鈣(gai) 分為重質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)和輕(qing)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)，輕(qing)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的相對密度(du)小，顆粒細。碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的價(jia)格低廉(lian)，性(xing)能穩定，耐光耐候性(xing)好。

硫(liu)酸(suan)(suan)鋇 有和(he)合成兩種，產品(pin)即重晶石(shi)粉，合成產品(pin)為沉淀硫(liu)酸(suan)(suan)鋇，其性(xing)能較(jiao)好，白度高，質地細(xi)滑。

滑石粉 是滑石礦(kuang)經過磨(mo)細(xi)而成的粉末，手觸(chu)之有滑膩感可以改良(liang)涂料的施工性(xing)，其纖(xian)維(wei)狀結構能夠降低涂膜(mo)的可滲透性(xing)，增強涂膜(mo)的耐久性(xing)。

高(gao)嶺(ling)土 具有(you)化學惰性，流動(dong)性良(liang)好，選用與鈦(tai)白(bai)粉相同粒徑的高(gao)嶺(ling)土可以提(ti)高(gao)鈦(tai)白(bai)粉在涂料(liao)中(zhong)的遮蓋力。

云母(mu)粉 是(shi)云母(mu)礦磨細而(er)成的(de)(de)細粉，其(qi)片(pian)狀結構能有效地減少(shao)(shao)水(shui)在涂(tu)膜中(zhong)的(de)(de)穿透性，還(huan)能減少(shao)(shao)涂(tu)膜的(de)(de)開裂傾(qing)向，提高涂(tu)膜的(de)(de)耐(nai)候(hou)性。

3防(fang)銹(xiu)顏料

防(fang)銹(xiu)顏料(liao)的主要功能(neng)是(shi)防(fang)止金屬(shu)腐蝕，提高漆膜(mo)對金屬(shu)表面的保護(hu)作(zuo)用。

01物(wu)理性防銹顏料(liao)

鐵紅，云母氧(yang)化(hua)鐵，微細玻(bo)璃片等

化學性質穩定的(de)惰(duo)性顏料或填料，在(zai)涂層中填充作用，降低腐(fu)蝕介質的(de)透過速度

通過片狀顏料(liao)的(de)屏(ping)蔽(bi)作用(yong)來提高(gao)性能

02化學性(xing)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(liao)等

化(hua)(hua)學緩蝕作用(yong)的防銹(xiu)顏料(liao)能(neng)與金屬(shu)表面發生(sheng)作用(yong)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(you)機緩蝕劑

有(you)機硝基化合(he)物鋅鹽(yan)(yan)，鄰(lin)苯二甲酸鋅鹽(yan)(yan)

4功(gong)能顏料

功能(neng)顏料能(neng)夠提供給涂料的功能(neng)，如耐高溫(wen)、防(fang)火(huo)、導(dao)電和防(fang)止海生物等(deng)。

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