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小編和大家(jia)一起討(tao)論了如何金屬漆的性能~

本期，一起說說水性工業漆的配方設計要(yao)點~

首先，涂料的基(ji)本組成部(bu)分(fen)~這個就不多說(shuo)啦，小伙伴們都知道~

小(xiao)編(bian)想說的是相對(dui)于(yu)油性(xing)涂(tu)料來說，水(shui)性(xing)涂(tu)料較大的不同在于(yu)分散介質是水(shui)，為了成(cheng)膜和(he)控制(zhi)揮發速率等，會加入少量的助溶劑(ji)~

根據實驗室的日積月累(lei)，小編覺得配方設計的 關(guan)鍵點(dian) 在于(yu) 

“水”的(de)存在(zai)~

為什(shen)么這么說呢，其(qi)實總(zong)結之前的(de)經驗，會(hui)發現很多問題的(de)出(chu)現都是(shi)因(yin)為水的(de)存在(zai)而導致的(de)。而這些問題，在(zai)油性(xing)涂料中很少(shao)出(chu)現，或(huo)者不(bu)會(hui)出(chu)現~

接(jie)下來，小(xiao)編和(he)(he)大家具體(ti)討論，水的(de)存在，為我們(men)解決要(yao)求的(de)同時，會給我們(men)的(de)配方(fang)設計和(he)(he)實際應(ying)用中帶來哪(na)些 困(kun)難和(he)(he)挑戰~

01 表面(mian)張力

液體(ti)表(biao)面任意二相(xiang)鄰部(bu)分(fen)之(zhi)間垂直于它(ta)們的(de)(de)單(dan)位長度分(fen)界線相(xiang)互作用(yong)的(de)(de)拉力(li)。表(biao)面張力(li)的(de)(de)形(xing)成同處在液體(ti)表(biao)面薄(bo)層內的(de)(de)分(fen)子(zi)的(de)(de)殊受力(li)狀(zhuang)態密切相(xiang)關(guan)。

有話(hua)要說~

從表面(mian)張力(li)的角度來(lai)(lai)看，相比油性涂料(liao)來(lai)(lai)說、無論(lun)是對(dui) 基材的潤濕，還是對(dui) 粉料(liao)的潤濕，水性涂料(liao)都加困難(nan)~~因此，在(zai)水性涂料(liao)里我們需要額外(wai)的加入一些助劑(ji)來(lai)(lai)進行調整。如何選擇合適的助劑(ji)，對(dui)整個漆膜的表面(mian)效(xiao)果(guo)和后(hou)期(qi)的性能都有非常重要的影(ying)響~~~

1基材(cai)潤濕劑

潤濕前提條(tiao)件(jian)

涂料的表面張(zhang)力＜基(ji)材(cai)的表面能

水性體(ti)系的(de)(de)表面張力相對于油性體(ti)系來說高很多，加上面對復(fu)雜(za)多樣的(de)(de)基(ji)材，尤其(qi)是表面能很低的(de)(de)塑膠基(ji)材，要(yao)額(e)外的(de)(de)加入多的(de)(de)基(ji)材潤濕劑(ji)去 降低體(ti)系的(de)(de)表面張力。

類型

有機改性(xing)聚硅氧(yang)烷

硅酮表面活(huo)性劑

氟表(biao)面(mian)活性劑

非(fei)硅類表面活(huo)性劑

選擇考慮(lv)因素

降(jiang)低靜態表面(mian)張力

相容性，防縮孔

溶解性，穩泡傾向

2分散劑

分散過程

顏料的潤濕、分(fen)散(san)、穩(wen)定

對于(yu)油性涂料(liao)(liao)(liao)來說，由于(yu)其低表(biao)面張力，因(yin)此，對粉(fen)料(liao)(liao)(liao)的(de)潤濕分散(san)性也會高(gao)于(yu)水性涂料(liao)(liao)(liao)。此外(wai)，在油性體系中(zhong)，樹(shu)脂是溶解在溶劑中(zhong)，是一個均相的(de)體系，而在水性涂料(liao)(liao)(liao)中(zhong)，樹(shu)脂多的(de)是分散(san)在水中(zhong)，是一個多相的(de)體系，所以穩定性也相對較差(cha)~因(yin)此，要(yao)選擇合適(shi)的(de)分散(san)劑~

穩定過程

靜電穩(wen)定、空間位阻(zu)

分散過程

考慮因素

和主體(ti)樹脂良好的(de)混溶性

有(you)效(xiao)分散顏填料

不影響(xiang)涂層的耐鹽霧，耐鹽水，耐水性(xing)能

綜(zong)合以上考慮因素，在水性工業漆中，應用較廣的就(jiu)是高分子類分散劑。

高分(fen)子類(lei)分(fen)散劑

高(gao)分(fen)(fen)子類分(fen)(fen)散(san)劑(ji)包含錨定基(ji)團和伸(shen)展(zhan)鏈

錨定基團包裹在(zai)顏料表面,伸展(zhan)鏈伸展(zhan)在(zai)水或(huo)溶(rong)劑性體系中

在水(shui)性涂料中，因為包(bao)含有(you)機，無機和防銹(xiu)顏料，分散(san)劑需(xu)要多錨定基團(tuan)的設(she)計

同(tong)時伸(shen)展鏈需要一些(xie)疏水(shui)改(gai)性的設計，從而在涂(tu)層(ceng)干燥(zao)后(hou)，不影響涂(tu)層(ceng)的耐性

02 氣泡

產生氣泡是涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)的(de)一種弊病(bing)。在涂(tu)(tu)裝(zhuang)過程(cheng)中，涂(tu)(tu)料經攪拌(ban)、泵料輸(shu)送(song)時，混(hun)入了空氣，一時不易消散，施工后，在涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)干燥前又(you)沒(mei)有析離(li)出(chu)去(qu)，涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)表面便出(chu)現氣泡。

消泡過程

分類

有(you)機硅消(xiao)(xiao)泡劑：消(xiao)(xiao)泡力強，易縮孔---控制(zhi)用(yong)量，研磨前加；

礦物油類消泡(pao)(pao)劑：消泡(pao)(pao)力弱，混(hun)溶性好---研磨后加；

含(han)二(er)氧化硅(gui)類消(xiao)泡劑：易消(xiao)光(guang)，縮(suo)孔較少。

考慮因素

在效率和相容性(xing)之間找到正確的平衡

相(xiang)容性太(tai)好，消泡(pao)/脫泡(pao)效果弱

消(xiao)泡(pao)/脫泡(pao)效率太高，會帶來表面缺陷

對(dui)于(yu)預選(xuan)(xuan)擇，簡單的(de) 篩選(xuan)(xuan)試驗 是非常(chang)有效(xiao)的(de)

對(dui)于決定(ding)，應該進行 實際(ji)應用 或模擬實驗

建議要做 儲存穩定性 試驗

03 性

在化學中，性（Chemical polarity）指一根共(gong)價(jia)鍵或一個(ge)共(gong)價(jia)分(fen)子(zi)(zi)中電荷分(fen)布(bu)(bu)的不(bu)均(jun)勻性。如果(guo)電荷分(fen)布(bu)(bu)得不(bu)均(jun)勻，則(ze)(ze)稱該鍵或分(fen)子(zi)(zi)為(wei)性；如果(guo)不(bu)均(jun)勻，則(ze)(ze)稱為(wei)非性。

從溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度的角度看，分(fen)子(zi)的性對物質(zhi)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)性有很大影響。性分(fen)子(zi)易(yi)溶(rong)(rong)于性溶(rong)(rong)劑(ji)，非(fei)性分(fen)子(zi)易(yi)溶(rong)(rong)劑(ji)非(fei)性溶(rong)(rong)劑(ji)，也即 “相似相溶(rong)(rong)”。

在涂(tu)料中(zhong)(zhong)，水(shui)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)非(fei)常大，所以(yi)它對于樹脂來說基本(ben)上是沒有(you)溶解力(li)的(de)(de)(de)。而(er)在油性(xing)(xing)涂(tu)料中(zhong)(zhong)，樹脂是溶解在溶劑里的(de)(de)(de)，所以(yi)體系的(de)(de)(de)粘度(du)可以(yi)根據(ju)不(bu)同的(de)(de)(de)溶劑搭配來進行調整(zheng)，而(er)且穩定性(xing)(xing)好。而(er)水(shui)性(xing)(xing)涂(tu)料則(ze)需要加入額(e)外的(de)(de)(de)增稠劑來進行粘度(du)的(de)(de)(de)調整(zheng)。

1增稠劑

水(shui)性(xing)涂料具有強(qiang)的(de)觸變性(xing)，受(shou)剪(jian)切(qie)力影(ying)響較大，因還需選擇合適類型、合適用量(liang)的(de)流變助劑進(jin)行搭配。

在(zai)水性涂料中，盡量使用聚氨酯增稠劑，可搭配氣相二(er)氧化(hua)硅或(huo)者(zhe)膨潤土

不用(yong)/少用(yong)纖維(wei)素類或堿溶脹類增(zeng)稠劑，降低對涂料耐鹽霧耐水(shui)的影響

04 閃銹

閃(shan)銹：是水性涂料干燥過(guo)程中(zhong)出現的銹蝕。

產生原因：水性涂料是導(dao)體，在(zai)存在(zai)電位差的(de)不同區(qu)域(yu)間形成(cheng)電流(liu)，在(zai)水、氧氣的(de)共(gong)同作用下，產生腐蝕。

產(chan)生的因素：水、氧(yang)氣(qi)、金(jin)屬(shu)底材。

分類

閃銹(xiu)抑制劑的作用機(ji)理(li)與涂料長(chang)效機(ji)理(li)一(yi)致的，也有(you)緩(huan)蝕型、鈍化(hua)型和(he)屏蔽型這(zhe)3種(zhong)。

考慮因素

具有還原作用(yong)的(de)(de)物(wu)質釋放負電荷而(er)起到緩蝕(shi)作用(yong)，是簡(jian)捷和有效的(de)(de)方法(fa)。但這(zhe)類物(wu)質離子性太強，易(yi)導致耐(nai)水(shui)性、耐(nai)鹽霧的(de)(de)下降；

傳統的亞硝酸鈉、鉬酸鈉、鍶(si)鉻黃等，價(jia)格低，效果好(hao)，用(yong)量少，目(mu)前(qian)還具有競(jing)爭力，但(dan)是有些影響性(xing)能；

此外，就是復配類的防閃(shan)銹助劑。

05 成膜助劑(ji)

水性涂料的防護作用基(ji)于樹脂良好(hao)的成膜性。

同(tong)一個樹脂，不(bu)同(tong)成膜(mo)助劑的(de)效率不(bu)同(tong)，需要根據脂篩選合(he)適的(de)成膜(mo)助劑

合適的成膜助劑：

相容性，加入不破乳(ru)

成膜效率

施工時(shi)合適的(de)揮發速(su)率

在涂(tu)料施工中，溶劑(ji)從漆(qi)膜(mo)中揮(hui)發(fa)出去，其揮(hui)發(fa)速(su)率會影響(xiang)干燥時間(jian)和漆(qi)膜(mo)的外觀和物理性能。溶劑(ji)的揮(hui)發(fa)速(su)率受溫度、蒸汽壓、表面與提及之比和表面空氣流速(su)四(si)個變量(liang)的影響(xiang)。水的揮(hui)發(fa)還受相對濕度的影響(xiang)。

05 顏料

按照(zhao)顏料(liao)(liao)(liao)在涂料(liao)(liao)(liao)中的用途，可以分為四大類：著色顏料(liao)(liao)(liao)、體質顏料(liao)(liao)(liao)、防(fang)銹顏料(liao)(liao)(liao)和(he)功能顏料(liao)(liao)(liao)。

1著色顏(yan)料

著(zhu)色(se)顏(yan)料(liao)在涂(tu)料(liao)中的(de)主要(yao)(yao)(yao)作用時著(zhu)色(se)和遮蓋(gai)物面(mian)，因此除了要(yao)(yao)(yao)求它們不溶(rong)于(yu)水、油和溶(rong)劑外，主要(yao)(yao)(yao)在色(se)彩(cai)方面(mian)要(yao)(yao)(yao)鮮艷美麗，具有(you)良好的(de)著(zhu)色(se)力(li)和遮蓋(gai)力(li)，對(dui)(dui)光、熱穩定性好，在相對(dui)(dui)的(de)時間內不變色(se)。

值得注意的時(shi)其中的鉛鉻黃顏料，是鉛的化合物(wu)，通(tong)常含鉛量53~64%，含鉻在10%~16%之(zhi)間(jian)，目前已經開始收到限制使用(yong)。

2體質顏料

 體質(zhi)顏(yan)料(liao)是低折(zhe)射率的白(bai)色或者無色顏(yan)料(liao)，在習慣上稱為 填料(liao)。工業漆中常用的體質(zhi)顏(yan)料(liao)油碳酸鈣、二氧化(hua)硅、滑石(shi)粉(fen)、高嶺土和云(yun)母粉(fen)等。

碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣 分為重質碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣和輕質碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣，輕質碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣的相對密度小(xiao)，顆粒細。碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣的價格(ge)低廉(lian)，性(xing)能穩定，耐(nai)光耐(nai)候性(xing)好(hao)。

 硫(liu)酸鋇 有和合成兩種，產品即(ji)重(zhong)晶石粉，合成產品為沉淀硫(liu)酸鋇，其(qi)性能較好，白度高(gao)，質(zhi)地細滑。

滑石粉(fen) 是滑石礦經過磨細(xi)而成的(de)粉(fen)末，手觸之有滑膩(ni)感可以改(gai)良(liang)涂(tu)料的(de)施工性，其纖維狀(zhuang)結構能夠降(jiang)低涂(tu)膜的(de)可滲透性，增強涂(tu)膜的(de)耐久性。

高(gao)嶺土 具有化學惰性，流(liu)動性良好，選用與鈦(tai)(tai)白粉相同粒(li)徑的高(gao)嶺土可以(yi)提高(gao)鈦(tai)(tai)白粉在涂(tu)料中的遮蓋力。

云母(mu)粉(fen)(fen) 是云母(mu)礦磨細而成的細粉(fen)(fen)，其片(pian)狀結構能有效地減少水(shui)在涂(tu)膜中的穿透性，還能減少涂(tu)膜的開裂傾向，提(ti)高(gao)涂(tu)膜的耐候性。

3防銹顏(yan)料

 防(fang)銹顏料(liao)的主要(yao)功能是防(fang)止金屬腐(fu)蝕，提高漆膜對金屬表(biao)面(mian)的保護作用。

01物理性(xing)防銹顏(yan)料

鐵(tie)紅，云母氧化鐵(tie)，微細玻璃片等

化學性(xing)質穩定的惰性(xing)顏料(liao)或填料(liao)，在(zai)涂層中填充作用，降低腐蝕(shi)介質的透過速度

通過片(pian)狀顏料的屏蔽作用(yong)來提高性能(neng)

02化學性(xing)防銹顏料

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

化學緩蝕作(zuo)用(yong)的(de)防銹顏(yan)料能與金(jin)屬表(biao)面發生作(zuo)用(yong)如鈍(dun)化，磷(lin)化

產(chan)生新(xin)的表面膜(mo)層(ceng)，鈍化(hua)膜(mo)，磷化(hua)膜(mo)等

03有(you)機(ji)緩蝕劑

有機硝基化合物鋅鹽，鄰苯(ben)二甲酸鋅鹽

4功能顏料

功(gong)能顏料能夠(gou)提供給涂料的功(gong)能，如耐高(gao)溫、防(fang)(fang)火(huo)、導電和(he)防(fang)(fang)止海生(sheng)物等(deng)。

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