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小編和大家一(yi)起(qi)討(tao)論(lun)了如何金屬漆(qi)的(de)性能(neng)~

本期，一起說說水性工業漆的配方設(she)計要點~

 首先，涂料的基本組成部分~這個(ge)就不多說(shuo)啦，小伙(huo)伴們都知(zhi)道~

小編想說的是相(xiang)對(dui)于油性(xing)涂料來說，水性(xing)涂料較大的不同在于分(fen)散介質是水，為了成(cheng)膜和控制(zhi)揮發速率等(deng)，會加(jia)入少量的助溶劑~

根據(ju)實驗室的(de)日積月累，小編覺得(de)配方(fang)設計的(de) 關鍵(jian)點 在于(yu)

“水”的存(cun)在~

為什(shen)么(me)這(zhe)么(me)說(shuo)呢，其實總結(jie)之前的經(jing)驗，會發現很(hen)多問題的出(chu)現都是因為水的存在而(er)導致(zhi)的。而(er)這(zhe)些問題，在油性涂料中很(hen)少出(chu)現，或(huo)者(zhe)不會出(chu)現~

接下來，小(xiao)編和(he)(he)(he)大家具(ju)體討論，水的(de)(de)存在，為(wei)我們解決要求的(de)(de)同時，會給我們的(de)(de)配(pei)方設計和(he)(he)(he)實際應用中(zhong)帶來哪些(xie) 困難(nan)和(he)(he)(he)挑戰~

01 表(biao)面張力

液(ye)(ye)體表(biao)面任意(yi)二相鄰部分(fen)之間(jian)垂(chui)直(zhi)于它(ta)們的(de)單位(wei)長度分(fen)界線相互作用的(de)拉力(li)。表(biao)面張(zhang)力(li)的(de)形成同處在(zai)液(ye)(ye)體表(biao)面薄層內的(de)分(fen)子的(de)殊受力(li)狀態密(mi)切相關。

有話要說(shuo)~

從表面張力的(de)(de)(de)(de)角度來看，相(xiang)比油(you)性(xing)涂料來說(shuo)、無論是對(dui) 基材的(de)(de)(de)(de)潤濕，還是對(dui) 粉料的(de)(de)(de)(de)潤濕，水性(xing)涂料都(dou)加困難(nan)~~因此，在(zai)水性(xing)涂料里我(wo)們需(xu)要額外的(de)(de)(de)(de)加入(ru)一些助(zhu)劑來進行調整。如何選擇合適的(de)(de)(de)(de)助(zhu)劑，對(dui)整個漆膜的(de)(de)(de)(de)表面效果和后期(qi)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能都(dou)有非常(chang)重要的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)~~~

1基材潤(run)濕劑(ji)

潤濕前(qian)提條件(jian)

涂料(liao)的表面張(zhang)力(li)＜基材的表面能

水性體系(xi)的(de)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力相(xiang)對于油性體系(xi)來說高很(hen)(hen)多，加上面(mian)(mian)對復雜多樣的(de)基材(cai)，尤其是表面(mian)(mian)能很(hen)(hen)低的(de)塑膠基材(cai)，要額外的(de)加入多的(de)基材(cai)潤濕劑去 降低體系(xi)的(de)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力。

類型

有機(ji)改性(xing)聚硅氧烷

硅酮表面活性(xing)劑

氟表(biao)面(mian)活性劑

非(fei)硅(gui)類表面活(huo)性劑

選擇考慮因素(su)

降低靜態表面張力(li)

相容性(xing)，防縮孔

溶解性，穩泡(pao)傾向

2分散劑

分散過程

顏(yan)料的潤(run)濕、分散、穩定

對于油(you)性涂(tu)料(liao)(liao)來說，由于其低(di)表面張力，因此(ci)，對粉料(liao)(liao)的(de)潤濕分散性也(ye)會高于水(shui)性涂(tu)料(liao)(liao)。此(ci)外，在油(you)性體(ti)系中(zhong)，樹脂是(shi)溶解在溶劑中(zhong)，是(shi)一(yi)個均相(xiang)(xiang)的(de)體(ti)系，而在水(shui)性涂(tu)料(liao)(liao)中(zhong)，樹脂多(duo)的(de)是(shi)分散在水(shui)中(zhong)，是(shi)一(yi)個多(duo)相(xiang)(xiang)的(de)體(ti)系，所以穩定性也(ye)相(xiang)(xiang)對較差~因此(ci)，要選擇(ze)合適的(de)分散劑~

穩定過程

靜電穩定(ding)、空(kong)間(jian)位阻

分散過程

考慮因素

和主(zhu)體樹脂良好的混溶(rong)性

有效(xiao)分(fen)散顏填料(liao)

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

綜合以上考慮(lv)因(yin)素，在水性工業漆中，應用較廣的就是高分子類分散劑。

高分子類分散劑

高(gao)分(fen)子類分(fen)散劑包含(han)錨定基團和伸展鏈

錨(mao)定(ding)基團包裹在(zai)顏(yan)料表面(mian),伸展(zhan)(zhan)鏈伸展(zhan)(zhan)在(zai)水或溶(rong)劑性(xing)體(ti)系中

在水(shui)性涂料(liao)中，因為包(bao)含(han)有機(ji)，無機(ji)和防銹顏料(liao)，分散劑需要多錨定基團(tuan)的設(she)計

同(tong)時(shi)伸(shen)展鏈(lian)需要一些疏(shu)水(shui)改性的(de)(de)設計(ji)，從(cong)而(er)在涂層干燥(zao)后，不影(ying)響涂層的(de)(de)耐性

02 氣(qi)泡

產(chan)生氣(qi)泡是涂(tu)膜(mo)的一種弊病(bing)。在(zai)(zai)涂(tu)裝過程中(zhong)，涂(tu)料經(jing)攪(jiao)拌(ban)、泵(beng)料輸(shu)送(song)時，混入了空氣(qi)，一時不易消散，施工(gong)后，在(zai)(zai)涂(tu)膜(mo)干燥(zao)前又沒有析離(li)出去(qu)，涂(tu)膜(mo)表(biao)面便出現氣(qi)泡。

消泡過程

分類

有機硅消泡(pao)劑：消泡(pao)力強，易縮孔(kong)---控制(zhi)用量，研磨前加；

礦物油類(lei)消(xiao)泡(pao)劑：消(xiao)泡(pao)力弱，混溶性好---研磨后(hou)加；

含二(er)氧化硅類消泡劑：易消光，縮孔較少。

考慮因素

在效(xiao)率和(he)相(xiang)容性之間找(zhao)到(dao)正確的平衡

相容性太好，消泡/脫(tuo)泡效果弱

消泡/脫泡效率太(tai)高，會帶來表(biao)面(mian)缺陷

對于預選擇，簡單的(de) 篩選試驗 是非常有效的(de)

對于決(jue)定，應該(gai)進行 實際(ji)應用(yong) 或模擬實驗(yan)

建議要做(zuo) 儲(chu)存穩定性 試驗

03 性

在化學(xue)中(zhong)，性(xing)（Chemical polarity）指一根共價(jia)鍵或一個共價(jia)分(fen)子中(zhong)電(dian)荷(he)分(fen)布(bu)的(de)不(bu)均(jun)勻性(xing)。如(ru)果電(dian)荷(he)分(fen)布(bu)得不(bu)均(jun)勻，則稱該鍵或分(fen)子為性(xing)；如(ru)果不(bu)均(jun)勻，則稱為非(fei)性(xing)。

從溶(rong)解度的角度看，分(fen)子的性(xing)(xing)(xing)對物質溶(rong)解性(xing)(xing)(xing)有(you)很大影響。性(xing)(xing)(xing)分(fen)子易(yi)溶(rong)于(yu)性(xing)(xing)(xing)溶(rong)劑，非(fei)性(xing)(xing)(xing)分(fen)子易(yi)溶(rong)劑非(fei)性(xing)(xing)(xing)溶(rong)劑，也即 “相(xiang)(xiang)似相(xiang)(xiang)溶(rong)”。

在(zai)涂料中，水的(de)性(xing)(xing)非常大，所(suo)以它對于樹脂來說基(ji)本上是(shi)沒有溶(rong)解力的(de)。而在(zai)油性(xing)(xing)涂料中，樹脂是(shi)溶(rong)解在(zai)溶(rong)劑(ji)里的(de)，所(suo)以體系的(de)粘度可以根據不同的(de)溶(rong)劑(ji)搭配來進(jin)(jin)行(xing)調(diao)整，而且穩(wen)定性(xing)(xing)好。而水性(xing)(xing)涂料則需要(yao)加入額外的(de)增(zeng)稠(chou)劑(ji)來進(jin)(jin)行(xing)粘度的(de)調(diao)整。

1增稠劑

水性(xing)涂料(liao)具有強的(de)觸變性(xing)，受剪(jian)切力影響(xiang)較大，因(yin)還需選擇(ze)合適類型、合適用量(liang)的(de)流變助劑進行搭配。

在水(shui)性涂料中，盡量使(shi)用(yong)聚氨(an)酯增稠劑，可搭配氣相二氧化硅(gui)或者膨潤土

不用(yong)/少用(yong)纖維素類(lei)或堿溶脹類(lei)增稠(chou)劑，降低對涂料耐(nai)鹽霧耐(nai)水的影響

04 閃銹(xiu)

閃(shan)銹：是水性涂料干燥過程中出現的銹蝕(shi)。

 產(chan)生(sheng)原因：水性涂料(liao)是(shi)導體，在存在電位差的不同(tong)區域(yu)間形(xing)成電流，在水、氧氣(qi)的共同(tong)作(zuo)用下，產(chan)生(sheng)腐蝕。

產生的因(yin)素(su)：水、氧氣、金屬(shu)底材。

分類

閃銹(xiu)抑(yi)制劑的(de)作(zuo)用(yong)機理與涂料長(chang)效機理一致(zhi)的(de)，也有緩(huan)蝕型(xing)、鈍(dun)化(hua)型(xing)和(he)屏(ping)蔽型(xing)這3種。

考慮因素

具有還(huan)原(yuan)作(zuo)用的物(wu)質釋放(fang)負電荷(he)而起(qi)到(dao)緩蝕作(zuo)用，是簡(jian)捷和有效的方法。但(dan)這類(lei)物(wu)質離子(zi)性太強，易導致(zhi)耐水性、耐鹽(yan)霧的下(xia)降；

傳統的亞硝酸鈉、鉬酸鈉、鍶鉻(ge)黃(huang)等，價格低，效果好，用量少，目前還(huan)具(ju)有競爭力，但(dan)是(shi)有些影響(xiang)性(xing)能；

此外，就是(shi)復配類的防閃(shan)銹(xiu)助劑。

05 成(cheng)膜助劑(ji)

水(shui)性(xing)涂料(liao)的防護作用基于樹脂(zhi)良(liang)好的成(cheng)膜性(xing)。

同一個樹脂，不同成(cheng)膜助劑的效率(lv)不同，需要根據脂篩選合適(shi)的成(cheng)膜助劑

合適的成膜助劑：

相容性，加入不破乳

成膜效率

施工時合適的揮發速率(lv)

在涂料施(shi)工中(zhong)，溶劑從漆(qi)膜中(zhong)揮發出去，其(qi)揮發速(su)率會(hui)影響干燥時間和漆(qi)膜的(de)外觀和物理性能。溶劑的(de)揮發速(su)率受溫(wen)度(du)、蒸汽壓(ya)、表面與提及之比和表面空氣(qi)流(liu)速(su)四個(ge)變量(liang)的(de)影響。水的(de)揮發還受相對濕度(du)的(de)影響。

05 顏料

按(an)照顏料在涂料中的(de)用途，可以(yi)分為四大類(lei)：著(zhu)色顏料、體(ti)質顏料、防銹顏料和功能顏料。

1著(zhu)色顏(yan)料

著色(se)(se)(se)顏料在(zai)涂料中的(de)主要作用時著色(se)(se)(se)和遮蓋物面，因此除了要求它們不溶于水、油和溶劑(ji)外，主要在(zai)色(se)(se)(se)彩方面要鮮艷美麗，具有良好的(de)著色(se)(se)(se)力和遮蓋力，對光(guang)、熱(re)穩定性好，在(zai)相(xiang)對的(de)時間內不變色(se)(se)(se)。

值得注(zhu)意的時其中的鉛鉻黃(huang)顏料(liao)，是鉛的化合物，通常含鉛量53~64%，含鉻在10%~16%之間(jian)，目前(qian)已經開(kai)始(shi)收到限制(zhi)使(shi)用。

2體質顏(yan)料

體質顏(yan)料(liao)是低折(zhe)射率的白(bai)色或者(zhe)無色顏(yan)料(liao)，在習慣上稱(cheng)為 填料(liao)。工業漆中常(chang)用的體質顏(yan)料(liao)油碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉、高嶺土和云母粉等。

碳(tan)酸鈣(gai)(gai) 分(fen)為重質(zhi)(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)(gai)和輕質(zhi)(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)(gai)，輕質(zhi)(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)(gai)的相對密度(du)小，顆粒細。碳(tan)酸鈣(gai)(gai)的價格(ge)低廉，性(xing)能穩定，耐光耐候性(xing)好。

硫酸(suan)鋇(bei) 有和合成(cheng)兩種，產品即重晶石粉，合成(cheng)產品為沉淀(dian)硫酸(suan)鋇(bei)，其性能(neng)較好，白度(du)高，質地細滑。

滑石(shi)粉(fen) 是滑石(shi)礦經過(guo)磨細(xi)而成的(de)(de)粉(fen)末，手(shou)觸之(zhi)有(you)滑膩感(gan)可(ke)以改良涂料的(de)(de)施工性(xing)，其纖維狀(zhuang)結構能夠降(jiang)低(di)涂膜的(de)(de)可(ke)滲透性(xing)，增強涂膜的(de)(de)耐(nai)久性(xing)。

高嶺(ling)土(tu) 具有化學(xue)惰(duo)性，流動性良好，選用(yong)與鈦白(bai)粉相(xiang)同粒徑的高嶺(ling)土(tu)可以提高鈦白(bai)粉在涂料(liao)中的遮蓋(gai)力。

云母粉 是云母礦磨細而成的細粉，其片(pian)狀結構(gou)能有效地減少水(shui)在涂(tu)膜(mo)中的穿透性(xing)(xing)，還能減少涂(tu)膜(mo)的開裂傾向，提高涂(tu)膜(mo)的耐候性(xing)(xing)。

3防銹顏(yan)料

防(fang)銹顏料的主要(yao)功能是防(fang)止金(jin)(jin)屬(shu)腐蝕，提(ti)高漆膜對金(jin)(jin)屬(shu)表面的保護作用。

01物理(li)性防銹(xiu)顏料

鐵紅，云(yun)母氧化鐵，微細玻璃(li)片等(deng)

化(hua)學性(xing)質穩(wen)定(ding)的(de)惰性(xing)顏料或填料，在涂層中填充(chong)作(zuo)用，降低腐蝕介質的(de)透(tou)過(guo)速度

通過片(pian)狀(zhuang)顏料(liao)的(de)屏蔽作用(yong)來提(ti)高性能

02化學性防(fang)銹(xiu)顏料

磷(lin)酸(suan)鋅，改(gai)性磷(lin)酸(suan)鋅，磷(lin)酸(suan)鈣，鉬(mu)酸(suan)鋅，鉬(mu)酸(suan)鈣，三聚磷(lin)酸(suan)鋁，離子交換型防(fang)銹(xiu)顏料等

化(hua)學緩蝕作用的防銹顏(yan)料能(neng)與金屬表面發生(sheng)作用如(ru)鈍化(hua)，磷化(hua)

產生新的表面膜層(ceng)，鈍(dun)化膜，磷(lin)化膜等(deng)

03有機(ji)緩蝕劑(ji)

有機硝(xiao)基化合物(wu)鋅(xin)鹽(yan)，鄰苯二甲酸鋅(xin)鹽(yan)

4功能顏料(liao)

功(gong)能(neng)(neng)顏料能(neng)(neng)夠提供給涂(tu)料的功(gong)能(neng)(neng)，如耐高溫、防(fang)火、導電和(he)防(fang)止海(hai)生物(wu)等。

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