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小編和大家一起討(tao)論了如何金(jin)屬漆的性能~

本期，一起說說水性工業漆的配方設計要點~

首先，涂料的基本(ben)組成部分~這(zhe)個就不(bu)多(duo)說啦(la)，小伙伴們都知道~

小編想(xiang)說的(de)是相對于油性涂料來(lai)說，水性涂料較大的(de)不(bu)同在于分(fen)散介質是水，為了成膜和(he)控制揮(hui)發(fa)速(su)率等(deng)，會加(jia)入少(shao)量的(de)助溶劑~

根據實驗室的日積月累，小編(bian)覺(jue)得配方(fang)設計的 關鍵點 在于

“水”的存在~

為(wei)什么這么說(shuo)呢，其實總結之(zhi)前的經驗，會發現(xian)(xian)很多問題(ti)的出(chu)現(xian)(xian)都是因為(wei)水的存在而(er)導致的。而(er)這些問題(ti)，在油性涂料中很少出(chu)現(xian)(xian)，或(huo)者不(bu)會出(chu)現(xian)(xian)~

接下來(lai)，小編(bian)和大家具體討(tao)論，水的(de)存在，為我(wo)們解決要(yao)求的(de)同時，會給我(wo)們的(de)配方設計和實際(ji)應用中帶來(lai)哪(na)些 困難和挑戰~

01 表(biao)面張力

液體表(biao)(biao)面任意二相(xiang)鄰部分(fen)之間垂(chui)直于它們的單位長(chang)度分(fen)界線相(xiang)互作(zuo)用的拉力。表(biao)(biao)面張力的形(xing)成(cheng)同處在液體表(biao)(biao)面薄(bo)層(ceng)內(nei)的分(fen)子的殊受(shou)力狀態密(mi)切相(xiang)關(guan)。

有(you)話(hua)要(yao)說~

從表面張力的(de)角度(du)來(lai)看，相比油性涂(tu)料來(lai)說、無(wu)論是對(dui) 基(ji)材的(de)潤濕(shi)，還是對(dui) 粉(fen)料的(de)潤濕(shi)，水性涂(tu)料都加困難(nan)~~因此，在(zai)水性涂(tu)料里我們(men)需要額(e)外的(de)加入(ru)一(yi)些(xie)助(zhu)劑來(lai)進行調整。如何選擇(ze)合適的(de)助(zhu)劑，對(dui)整個漆膜的(de)表面效果(guo)和后(hou)期的(de)性能都有非常重要的(de)影響~~~

1基材(cai)潤(run)濕(shi)劑

潤濕前提條件

涂(tu)料的表(biao)面張(zhang)力＜基材的表(biao)面能

水性體(ti)系的(de)表(biao)面(mian)張力(li)相對(dui)于油性體(ti)系來說高(gao)很(hen)多，加上面(mian)對(dui)復雜多樣的(de)基材(cai)，尤(you)其是表(biao)面(mian)能很(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(ti)系的(de)表(biao)面(mian)張力(li)。

類型

有(you)機(ji)改性聚硅氧烷

硅酮(tong)表面活性劑

氟表(biao)面(mian)活(huo)性劑

非硅類表(biao)面活性劑(ji)

選擇考(kao)慮因(yin)素

降低靜(jing)態表面張(zhang)力

相容性，防縮(suo)孔

溶(rong)解性，穩泡傾向

2分散劑

分散過程

顏料的潤(run)濕、分(fen)散、穩定

對(dui)于(yu)(yu)油性(xing)涂(tu)料來(lai)說，由于(yu)(yu)其低表面張力，因此，對(dui)粉料的(de)潤濕分(fen)散(san)性(xing)也會高于(yu)(yu)水性(xing)涂(tu)料。此外，在(zai)油性(xing)體(ti)系(xi)中，樹脂是(shi)溶解在(zai)溶劑(ji)中，是(shi)一個均相的(de)體(ti)系(xi)，而在(zai)水性(xing)涂(tu)料中，樹脂多的(de)是(shi)分(fen)散(san)在(zai)水中，是(shi)一個多相的(de)體(ti)系(xi)，所以穩定性(xing)也相對(dui)較(jiao)差~因此，要(yao)選擇合適(shi)的(de)分(fen)散(san)劑(ji)~

穩定過程

靜電穩(wen)定(ding)、空間(jian)位(wei)阻

分散過程

考慮因素

和(he)主體(ti)樹脂良好(hao)的混溶性(xing)

有效分散顏(yan)填料

不影響(xiang)涂層的(de)耐鹽(yan)霧，耐鹽(yan)水，耐水性能(neng)

綜合以上考慮因(yin)素(su)，在水性工業漆中(zhong)，應用較廣的就是高(gao)分子類(lei)分散(san)劑。

高分子類分散劑

高分子類分散劑(ji)包含錨(mao)定(ding)基團和伸(shen)展(zhan)鏈

錨(mao)定基團包裹(guo)在顏(yan)料(liao)表面,伸(shen)展鏈伸(shen)展在水或溶(rong)劑(ji)性(xing)體系(xi)中

在水性涂料(liao)(liao)中(zhong)，因為包含有機(ji)，無機(ji)和防銹顏料(liao)(liao)，分散劑(ji)需要(yao)多錨定基團的設(she)計

同時伸展鏈需要一些(xie)疏水改性的設計(ji)，從(cong)而在涂層(ceng)干燥后，不影響(xiang)涂層(ceng)的耐性

02 氣泡

產生(sheng)氣泡是涂膜的一種弊病。在涂裝過程中，涂料(liao)經攪拌、泵料(liao)輸送時(shi)，混入了空(kong)氣，一時(shi)不易消(xiao)散，施工后(hou)，在涂膜干燥前又沒(mei)有析離出去，涂膜表(biao)面便出現氣泡。

消泡過程

分類

有機硅(gui)消泡劑(ji)：消泡力強，易縮孔---控(kong)制用量(liang)，研磨前加；

礦(kuang)物油類(lei)消泡(pao)劑：消泡(pao)力(li)弱，混溶性好(hao)---研磨(mo)后加；

含二氧化(hua)硅類消泡劑：易消光，縮(suo)孔(kong)較少。

考慮因素

在(zai)效率和(he)相容性之間找到正確的平衡(heng)

相容(rong)性太好(hao)，消泡/脫泡效果弱

消泡/脫泡效率太高，會帶(dai)來表面缺陷

對于預選擇，簡單的 篩(shai)選試(shi)驗 是非常有效(xiao)的

對于決定，應該進行 實際應用 或模擬實驗

建議要(yao)做 儲存穩定性 試(shi)驗

03 性

在化學(xue)中，性（Chemical polarity）指一(yi)根共(gong)價鍵(jian)或一(yi)個(ge)共(gong)價分(fen)子(zi)中電荷分(fen)布的不均(jun)勻(yun)性。如(ru)果(guo)電荷分(fen)布得(de)不均(jun)勻(yun)，則稱該鍵(jian)或分(fen)子(zi)為(wei)性；如(ru)果(guo)不均(jun)勻(yun)，則稱為(wei)非性。

從溶(rong)解度(du)的角度(du)看，分子的性(xing)(xing)對(dui)物(wu)質溶(rong)解性(xing)(xing)有很大(da)影響。性(xing)(xing)分子易溶(rong)于性(xing)(xing)溶(rong)劑(ji)(ji)，非(fei)性(xing)(xing)分子易溶(rong)劑(ji)(ji)非(fei)性(xing)(xing)溶(rong)劑(ji)(ji)，也即 “相似相溶(rong)”。

在(zai)涂(tu)料中，水的(de)性非常大，所以它(ta)對(dui)于樹脂來(lai)說基本上(shang)是(shi)沒有溶(rong)解力的(de)。而(er)(er)在(zai)油性涂(tu)料中，樹脂是(shi)溶(rong)解在(zai)溶(rong)劑里(li)的(de)，所以體系(xi)的(de)粘(zhan)度可以根據不同的(de)溶(rong)劑搭配來(lai)進(jin)行調整，而(er)(er)且穩定性好。而(er)(er)水性涂(tu)料則需要加入額外的(de)增稠劑來(lai)進(jin)行粘(zhan)度的(de)調整。

1增稠劑

水(shui)性涂(tu)料具有強的(de)觸變(bian)性，受剪(jian)切(qie)力影響較大，因還需選擇合適(shi)類型、合適(shi)用量的(de)流變(bian)助劑進行(xing)搭配(pei)。

在水性涂(tu)料中，盡量使(shi)用聚(ju)氨酯(zhi)增(zeng)稠劑(ji)，可搭(da)配氣相(xiang)二(er)氧化硅(gui)或者膨潤土

不用(yong)/少用(yong)纖維素(su)類或堿溶脹類增稠(chou)劑，降(jiang)低對(dui)涂(tu)料耐(nai)鹽霧(wu)耐(nai)水的影響(xiang)

04 閃銹

閃銹(xiu)：是(shi)水性涂料干(gan)燥過(guo)程中出現(xian)的(de)銹(xiu)蝕。

產(chan)生原因：水性涂(tu)料是導體，在存在電位差的不(bu)同區域(yu)間形(xing)成電流(liu)，在水、氧氣的共同作用下，產(chan)生腐(fu)蝕(shi)。

產生的因素：水、氧氣、金屬底材。

分類

閃銹抑制劑的作用機理與涂料長效機理一致的，也(ye)有緩(huan)蝕型(xing)、鈍化型(xing)和屏蔽型(xing)這3種。

考慮因素

具(ju)有(you)還原作(zuo)用的物質釋放負(fu)電(dian)荷(he)而(er)起到緩蝕作(zuo)用，是簡捷和有(you)效(xiao)的方法。但(dan)這類物質離子性太強，易導致耐水性、耐鹽霧的下降(jiang)；

傳統的(de)亞硝酸(suan)鈉(na)、鉬酸(suan)鈉(na)、鍶鉻黃等(deng)，價格低，效果好，用量少，目前還(huan)具有(you)競(jing)爭力，但是有(you)些(xie)影響性能；

此(ci)外(wai)，就(jiu)是(shi)復配類的防閃銹助劑(ji)。

05 成膜助劑

水性涂料的(de)防護作用基于樹脂(zhi)良好的(de)成膜(mo)性。

同一個樹脂，不同成(cheng)膜助劑的效率不同，需要根(gen)據(ju)脂篩選合適的成(cheng)膜助劑

合適的成膜(mo)助劑：

相容(rong)性，加入(ru)不(bu)破乳(ru)

成膜效率

施工時合適的揮發速(su)率

在涂(tu)料(liao)施(shi)工(gong)中，溶(rong)劑從漆膜(mo)中揮(hui)發出去，其揮(hui)發速率會影(ying)響(xiang)干燥時(shi)間和漆膜(mo)的(de)外觀(guan)和物理性能(neng)。溶(rong)劑的(de)揮(hui)發速率受溫度、蒸汽壓、表面與提及之比(bi)和表面空(kong)氣(qi)流速四個變量的(de)影(ying)響(xiang)。水(shui)的(de)揮(hui)發還受相對(dui)濕度的(de)影(ying)響(xiang)。

05 顏料

按照顏(yan)料(liao)(liao)在(zai)涂料(liao)(liao)中的用(yong)途(tu)，可(ke)以分為(wei)四大類：著(zhu)色顏(yan)料(liao)(liao)、體質(zhi)顏(yan)料(liao)(liao)、防銹顏(yan)料(liao)(liao)和功能顏(yan)料(liao)(liao)。

1著色顏料

著色(se)(se)顏料(liao)在(zai)(zai)涂料(liao)中的(de)主要作用時著色(se)(se)和遮(zhe)蓋物面，因此除了(le)要求它們不(bu)溶(rong)于水、油和溶(rong)劑外，主要在(zai)(zai)色(se)(se)彩方面要鮮(xian)艷美麗，具(ju)有良好的(de)著色(se)(se)力和遮(zhe)蓋力，對光、熱穩定性(xing)好，在(zai)(zai)相對的(de)時間(jian)內不(bu)變色(se)(se)。

 值得注意的時其中的鉛鉻黃顏料，是(shi)鉛的化合物，通常含鉛量53~64%，含鉻在10%~16%之間，目前(qian)已經(jing)開始(shi)收到限(xian)制使(shi)用。

2體質顏料

體質顏料是低折射率的白色(se)或(huo)者無色(se)顏料，在(zai)習慣上(shang)稱為(wei) 填料。工業漆中常用的體質顏料油碳酸(suan)鈣、二氧化硅、滑石粉(fen)、高嶺土和(he)云(yun)母(mu)粉(fen)等。

碳酸(suan)鈣(gai) 分(fen)為重質(zhi)(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)和輕質(zhi)(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)，輕質(zhi)(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)的相對密(mi)度(du)小，顆粒細。碳酸(suan)鈣(gai)的價(jia)格低(di)廉，性(xing)能穩定，耐(nai)光耐(nai)候性(xing)好。

硫(liu)酸(suan)鋇(bei) 有和合成兩種，產品即(ji)重晶石(shi)粉(fen)，合成產品為沉淀(dian)硫(liu)酸(suan)鋇(bei)，其性能較好，白度(du)高，質地細滑。

滑(hua)石(shi)粉 是滑(hua)石(shi)礦經過磨細而成(cheng)的(de)粉末，手觸之(zhi)有滑(hua)膩感可(ke)以(yi)改良(liang)涂(tu)料(liao)的(de)施工性(xing)，其纖(xian)維狀(zhuang)結構能(neng)夠降低涂(tu)膜(mo)的(de)可(ke)滲透(tou)性(xing)，增強涂(tu)膜(mo)的(de)耐久性(xing)。

高(gao)嶺(ling)土 具有化學惰性(xing)，流動性(xing)良好，選用(yong)與鈦白(bai)(bai)粉相同粒徑的高(gao)嶺(ling)土可以提(ti)高(gao)鈦白(bai)(bai)粉在涂(tu)料中的遮蓋力。

云(yun)母粉 是云(yun)母礦磨細而成的(de)細粉，其(qi)片狀結構能有效地(di)減少(shao)水(shui)在涂(tu)膜(mo)(mo)中的(de)穿透性(xing)(xing)，還能減少(shao)涂(tu)膜(mo)(mo)的(de)開裂傾向，提高(gao)涂(tu)膜(mo)(mo)的(de)耐(nai)候性(xing)(xing)。

3防銹顏料

防銹(xiu)顏(yan)料的主(zhu)要功(gong)能是(shi)防止金(jin)屬腐蝕，提高漆膜對金(jin)屬表面的保護作用。

01物理性防銹顏(yan)料

鐵(tie)(tie)紅，云(yun)母氧化鐵(tie)(tie)，微細玻璃(li)片等

化學性質穩(wen)定的惰(duo)性顏料或填(tian)料，在涂層中填(tian)充作用，降低腐(fu)蝕介質的透過(guo)速度

通過片狀顏料的屏蔽作用來提高性能

02化學性(xing)防(fang)銹顏料

磷(lin)酸鋅(xin)，改性(xing)磷(lin)酸鋅(xin)，磷(lin)酸鈣，鉬酸鋅(xin)，鉬酸鈣，三聚磷(lin)酸鋁，離子(zi)交換型防銹顏(yan)料等

化學緩蝕(shi)作用的防銹(xiu)顏料能(neng)與金屬(shu)表面發生作用如鈍化，磷化

產(chan)生新的(de)表面膜(mo)層，鈍化膜(mo)，磷化膜(mo)等

03有機緩(huan)蝕劑

有機硝基化合物鋅鹽(yan)，鄰(lin)苯二(er)甲酸鋅鹽(yan)

4功(gong)能(neng)顏料

功能(neng)顏料能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)給涂料的功能(neng)，如耐高溫、防火、導電和防止海生物等。

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