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小編和大家一起討論(lun)了(le)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(dian)~

首先(xian)，涂料的(de)基本組成部分~這個就不多說啦，小(xiao)伙伴們(men)都知道~

小(xiao)編想說(shuo)的是(shi)相對于(yu)(yu)油性涂料來(lai)說(shuo)，水性涂料較大的不同在(zai)于(yu)(yu)分散介質是(shi)水，為了成(cheng)膜和(he)控制(zhi)揮發速率等，會加入(ru)少量的助溶(rong)劑(ji)~

根據實(shi)驗室的日積(ji)月累，小編覺得配(pei)方(fang)設計的 關鍵點 在于(yu)

“水”的存(cun)在~

為(wei)什么(me)這(zhe)么(me)說呢，其實總結(jie)之(zhi)前的(de)經(jing)驗(yan)，會發現(xian)很多(duo)問題(ti)的(de)出現(xian)都是因為(wei)水的(de)存在而導致的(de)。而這(zhe)些(xie)問題(ti)，在油性(xing)涂料中很少出現(xian)，或者不會出現(xian)~

接下來(lai)，小編和(he)大家具體討論，水的(de)存在(zai)，為我們解(jie)決要(yao)求的(de)同(tong)時(shi)，會給我們的(de)配方設計和(he)實際應用中帶來(lai)哪些 困難(nan)和(he)挑(tiao)戰~

01 表面張力

液(ye)體表面任意二相(xiang)鄰部分之間垂(chui)直于它們的(de)單(dan)位長(chang)度分界線相(xiang)互作用的(de)拉力。表面張(zhang)力的(de)形成同處在液(ye)體表面薄層(ceng)內的(de)分子的(de)殊受力狀(zhuang)態密切相(xiang)關。

有話(hua)要說~

從(cong)表面張力(li)的(de)(de)角度來看(kan)，相(xiang)比油性(xing)(xing)涂(tu)料來說(shuo)、無論(lun)是對(dui) 基(ji)材的(de)(de)潤(run)濕，還(huan)是對(dui) 粉料的(de)(de)潤(run)濕，水性(xing)(xing)涂(tu)料都加困難(nan)~~因(yin)此，在水性(xing)(xing)涂(tu)料里我們需要額(e)外的(de)(de)加入(ru)一(yi)些助劑(ji)來進(jin)行調整。如何選擇合適的(de)(de)助劑(ji)，對(dui)整個漆膜的(de)(de)表面效果和后期的(de)(de)性(xing)(xing)能都有(you)非常重要的(de)(de)影響~~~

1基材潤(run)濕劑

潤(run)濕前(qian)提條件

涂料的(de)表面張力＜基材(cai)的(de)表面能

水性(xing)體(ti)系的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)張(zhang)力相對(dui)于油性(xing)體(ti)系來(lai)說高(gao)很多(duo)，加上面(mian)(mian)對(dui)復雜多(duo)樣的(de)(de)(de)基材(cai)(cai)，尤其是表面(mian)(mian)能很低(di)的(de)(de)(de)塑膠(jiao)基材(cai)(cai)，要額(e)外的(de)(de)(de)加入多(duo)的(de)(de)(de)基材(cai)(cai)潤濕(shi)劑去 降低(di)體(ti)系的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)張(zhang)力。

類型

有機改性聚(ju)硅氧烷

硅酮表(biao)面活性劑(ji)

氟表面活(huo)性劑

非硅類表面活性(xing)劑

選擇考慮因素

降低靜態(tai)表面張力

相容性，防縮孔(kong)

溶解性，穩(wen)泡傾向

2分散劑

分散過程

顏(yan)料的潤濕、分散、穩定

對(dui)于油性(xing)涂(tu)(tu)料來說，由(you)于其(qi)低表面(mian)張力，因此(ci)，對(dui)粉料的潤濕(shi)分散性(xing)也會高于水性(xing)涂(tu)(tu)料。此(ci)外，在油性(xing)體(ti)(ti)系中(zhong)，樹脂是(shi)(shi)溶解(jie)在溶劑(ji)中(zhong)，是(shi)(shi)一個(ge)均相的體(ti)(ti)系，而(er)在水性(xing)涂(tu)(tu)料中(zhong)，樹脂多(duo)的是(shi)(shi)分散在水中(zhong)，是(shi)(shi)一個(ge)多(duo)相的體(ti)(ti)系，所以穩定性(xing)也相對(dui)較(jiao)差~因此(ci)，要選擇合適的分散劑(ji)~ 

穩定過程

靜(jing)電穩(wen)定、空(kong)間(jian)位(wei)阻

分散過程

考慮因素

和主體(ti)樹脂良好的混溶性

有效分散(san)顏(yan)填料(liao)

不影(ying)響涂層的(de)耐鹽霧，耐鹽水，耐水性(xing)能

 綜合以上考慮因素，在水性工業漆中，應用(yong)較(jiao)廣的就是高分(fen)子(zi)類(lei)分(fen)散劑。

高(gao)分(fen)子類分(fen)散劑

高分子類分散劑包含(han)錨(mao)定基團(tuan)和(he)伸(shen)展鏈

錨(mao)定基團包裹在顏料表面(mian),伸(shen)展(zhan)(zhan)鏈伸(shen)展(zhan)(zhan)在水或溶劑性體系(xi)中

在水性涂料(liao)中，因(yin)為包含有機(ji)，無機(ji)和(he)防銹(xiu)顏料(liao)，分散劑(ji)需要多錨定基團的設計

同時伸展鏈需要一(yi)些(xie)疏水改性的(de)設計，從(cong)而在涂層干燥后，不影響(xiang)涂層的(de)耐性

02 氣泡(pao)

產生氣(qi)泡是(shi)涂(tu)(tu)膜的一種弊病。在涂(tu)(tu)裝過程中，涂(tu)(tu)料經攪(jiao)拌、泵(beng)料輸送時，混入了空氣(qi)，一時不易消散，施工后，在涂(tu)(tu)膜干燥前又(you)沒有析離出去，涂(tu)(tu)膜表面(mian)便(bian)出現氣(qi)泡。

消泡過程

分類

有(you)機硅消泡(pao)劑(ji)：消泡(pao)力強，易縮孔---控制用量，研磨前加；

礦物(wu)油(you)類(lei)消泡(pao)劑：消泡(pao)力(li)弱，混溶性(xing)好---研(yan)磨后加(jia)；

含(han)二氧化硅(gui)類(lei)消泡劑：易消光，縮孔較少。

考慮因素

在效率和相容性之(zhi)間找到正(zheng)確的平衡(heng)

相容性太好(hao)，消泡(pao)/脫泡(pao)效(xiao)果(guo)弱(ruo)

消泡/脫泡效率太高，會帶(dai)來表面(mian)缺陷

對(dui)于預選(xuan)擇，簡單的(de) 篩選(xuan)試驗 是非常有效的(de)

對于決定，應該進行 實(shi)際應用 或模擬實(shi)驗

建議要做 儲存穩(wen)定性 試(shi)驗(yan)

03 性

在(zai)化學(xue)中，性(xing)（Chemical polarity）指一根(gen)共價鍵或(huo)一個(ge)共價分(fen)子中電荷分(fen)布的(de)不(bu)均(jun)(jun)勻(yun)(yun)性(xing)。如果電荷分(fen)布得不(bu)均(jun)(jun)勻(yun)(yun)，則稱(cheng)該鍵或(huo)分(fen)子為(wei)(wei)性(xing)；如果不(bu)均(jun)(jun)勻(yun)(yun)，則稱(cheng)為(wei)(wei)非性(xing)。

從(cong)溶(rong)(rong)解(jie)度的(de)角度看，分(fen)子的(de)性(xing)對物質溶(rong)(rong)解(jie)性(xing)有很大影響。性(xing)分(fen)子易溶(rong)(rong)于性(xing)溶(rong)(rong)劑，非(fei)性(xing)分(fen)子易溶(rong)(rong)劑非(fei)性(xing)溶(rong)(rong)劑，也(ye)即(ji) “相似相溶(rong)(rong)”。

在(zai)(zai)(zai)涂(tu)(tu)料(liao)中，水的(de)性非常大(da)，所以(yi)它(ta)對(dui)于(yu)樹(shu)脂(zhi)來(lai)說基本(ben)上是(shi)(shi)沒有溶解力的(de)。而(er)在(zai)(zai)(zai)油性涂(tu)(tu)料(liao)中，樹(shu)脂(zhi)是(shi)(shi)溶解在(zai)(zai)(zai)溶劑(ji)(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)(ji)搭配來(lai)進(jin)行(xing)調整(zheng)，而(er)且穩定性好。而(er)水性涂(tu)(tu)料(liao)則(ze)需(xu)要加入額(e)外的(de)增(zeng)稠劑(ji)(ji)來(lai)進(jin)行(xing)粘(zhan)(zhan)度的(de)調整(zheng)。

1增稠劑

水性涂料具(ju)有強的觸變性，受(shou)剪切(qie)力影響較大，因還需選擇合適類型、合適用(yong)量的流變助劑進行搭配(pei)。

在水性涂(tu)料中，盡(jin)量使(shi)用聚氨酯增(zeng)稠劑(ji)，可(ke)搭配氣相二氧化(hua)硅(gui)或者(zhe)膨潤土

不(bu)用/少用纖(xian)維素類或堿(jian)溶脹(zhang)類增稠劑(ji)，降低對(dui)涂料耐(nai)鹽霧(wu)耐(nai)水的影響

04 閃(shan)銹

閃銹：是水性(xing)涂(tu)料干燥過程中出現的銹蝕。

產生原因：水(shui)性涂料是導體，在存(cun)在電位差的不同區(qu)域間形成電流，在水(shui)、氧氣的共同作(zuo)用下，產生腐蝕。

產生的因素(su)：水、氧氣、金屬底材。

分類

閃銹抑制劑的作用機理與涂料(liao)長效(xiao)機理一致(zhi)的，也有緩蝕型(xing)、鈍化型(xing)和(he)屏蔽(bi)型(xing)這(zhe)3種。

考慮因素

具(ju)有還原作用的(de)物質釋放(fang)負電荷而起到緩(huan)蝕作用，是(shi)簡捷和有效的(de)方法。但(dan)這類物質離子性太(tai)強，易導致(zhi)耐水性、耐鹽霧的(de)下降；

傳統的(de)亞硝酸鈉、鉬酸鈉、鍶鉻黃等，價格低，效果好(hao)，用(yong)量少，目前還具(ju)有(you)競爭力，但是(shi)有(you)些(xie)影響性能；

此外，就是復配類(lei)的(de)防(fang)閃銹(xiu)助劑(ji)。

05 成膜(mo)助劑

水性(xing)涂料的(de)防(fang)護(hu)作用基(ji)于樹脂良好的(de)成膜(mo)性(xing)。

同(tong)一個樹脂，不(bu)同(tong)成(cheng)膜助劑的效率不(bu)同(tong)，需要根據(ju)脂篩選合適的成(cheng)膜助劑

合適的成膜助(zhu)劑：

相容(rong)性，加入(ru)不破乳

成膜效率

施(shi)工時合適(shi)的(de)揮發速率

在(zai)涂料(liao)施工中，溶劑(ji)從漆膜中揮發出(chu)去，其揮發速率會影響(xiang)干(gan)燥時間和(he)漆膜的外觀和(he)物理性(xing)能。溶劑(ji)的揮發速率受(shou)溫度、蒸汽壓、表(biao)面與(yu)提(ti)及之比和(he)表(biao)面空氣流速四(si)個變量的影響(xiang)。水的揮發還受(shou)相對濕度的影響(xiang)。

05 顏料(liao)

按照顏(yan)料(liao)在涂料(liao)中的用途，可以分為四(si)大類：著色顏(yan)料(liao)、體質(zhi)顏(yan)料(liao)、防銹顏(yan)料(liao)和功(gong)能(neng)顏(yan)料(liao)。

1著色顏料

著色(se)顏料(liao)在涂料(liao)中(zhong)的(de)主要作用時著色(se)和(he)遮(zhe)蓋物面，因此(ci)除了要求它們不溶于水(shui)、油和(he)溶劑外，主要在色(se)彩方面要鮮(xian)艷美麗，具有良好的(de)著色(se)力和(he)遮(zhe)蓋力，對光、熱穩定性好，在相對的(de)時間(jian)內不變色(se)。

值得注意的時其(qi)中(zhong)的鉛(qian)鉻黃顏料(liao)，是鉛(qian)的化(hua)合(he)物(wu)，通常(chang)含(han)鉛(qian)量53~64%，含(han)鉻在10%~16%之(zhi)間，目前已經開始收到(dao)限(xian)制使用。

2體質顏料(liao)

體(ti)質(zhi)顏(yan)料是低(di)折(zhe)射率的(de)白色或者無色顏(yan)料，在習慣(guan)上稱為 填料。工(gong)業(ye)漆中常(chang)用的(de)體(ti)質(zhi)顏(yan)料油碳酸鈣、二氧化硅(gui)、滑石粉、高嶺(ling)土和云母(mu)粉等。

碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai) 分為重質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)和輕質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)，輕質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)的相對密度小，顆粒細。碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)的價格低廉，性能穩定(ding)，耐(nai)光耐(nai)候性好。

硫(liu)(liu)酸(suan)鋇 有和合(he)成兩種(zhong)，產品即重晶石(shi)粉，合(he)成產品為沉(chen)淀硫(liu)(liu)酸(suan)鋇，其(qi)性能(neng)較好，白度高，質地細滑。

滑石粉(fen) 是滑石礦經(jing)過(guo)磨(mo)細(xi)而成的(de)粉(fen)末，手觸之有滑膩感可以改良涂料的(de)施(shi)工性(xing)(xing)，其(qi)纖維狀(zhuang)結構能夠降低涂膜(mo)的(de)可滲透性(xing)(xing)，增強涂膜(mo)的(de)耐久性(xing)(xing)。

高嶺(ling)(ling)土 具有化學(xue)惰(duo)性，流動(dong)性良好，選用與鈦白(bai)粉(fen)相同粒徑的(de)高嶺(ling)(ling)土可以提高鈦白(bai)粉(fen)在涂料中(zhong)的(de)遮蓋力。

云母粉(fen) 是(shi)云母礦(kuang)磨細而成的細粉(fen)，其片狀結構(gou)能(neng)有效地(di)減少水在(zai)涂膜(mo)中(zhong)的穿透性，還能(neng)減少涂膜(mo)的開(kai)裂傾(qing)向，提高涂膜(mo)的耐候性。

3防銹顏(yan)料

防銹顏(yan)料的主要功(gong)能是(shi)防止金(jin)屬腐蝕(shi)，提(ti)高漆膜對金(jin)屬表面的保護作(zuo)用。

01物理性防銹顏料

鐵紅，云(yun)母氧(yang)化(hua)鐵，微細玻璃片等

化學性(xing)(xing)質(zhi)穩(wen)定的(de)惰性(xing)(xing)顏(yan)料(liao)或填料(liao)，在(zai)涂層(ceng)中填充作用，降低腐蝕介質(zhi)的(de)透過速度(du)

通過(guo)片狀(zhuang)顏料的(de)屏蔽作用(yong)來提高(gao)性能(neng)

02化學性防銹顏料(liao)

磷酸(suan)鋅，改(gai)性磷酸(suan)鋅，磷酸(suan)鈣，鉬酸(suan)鋅，鉬酸(suan)鈣，三聚磷酸(suan)鋁，離子交換(huan)型防銹顏(yan)料等

化(hua)學緩蝕作(zuo)(zuo)用的防銹顏料能(neng)與金屬表面發(fa)生作(zuo)(zuo)用如鈍化(hua)，磷化(hua)

產生新的表(biao)面膜層，鈍化膜，磷(lin)化膜等

03有(you)機緩蝕劑

有機(ji)硝基化合物鋅鹽，鄰苯二甲(jia)酸鋅鹽

4功(gong)能顏料

功(gong)能顏料能夠提供給涂料的功(gong)能，如耐(nai)高溫(wen)、防(fang)火、導(dao)電和防(fang)止海生(sheng)物等。

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