快干是最常听到的客户对水性木器漆的要求。因为其分子结构的共同性,即分子间极强的氢键效果,特性与绝大部分有机溶剂有着显着的差异。在水性木器漆范畴,这个特性集中表现在,因为水的蒸腾热高,水的蒸腾速度要比常见的涂料溶剂慢十几倍乃至几十倍。并且,因为空气中水蒸汽的含量显著,并随时节变化大,水的蒸腾速度随之发生变化。最严重时,假如空气相对湿度到达100%时,水的蒸腾会中止,而非水溶剂则不受此要素影响。
尽管,水性木器漆面临以上所述技能应战,但因为其环保特性,必定会成为涂料范畴重要的一员。随着过去十几年水性木器漆工作者的不懈努力,水性木器漆技能日趋成熟。以下就影响水性木器漆枯燥速度的主要要素,及配方时可采纳的相应措施进行讨论。
影响水性木器漆枯燥速度的主要要素有哪些?1、树脂的挑选
像一切涂料相同,水性木器漆的功能在很大程度上是由配方中选用的树脂决定的。绝大多数水性成膜树脂为乳液系统,该系统的成膜机理与溶剂型涂料不同。溶剂型树脂不溶剂构成单相系统,随着溶剂的蒸腾,系统粘度增大,直至成为固体,从系统的机械功能来讲,是一个接连的进程。而水性乳液则是一个双相系统,随着水的蒸腾,系统粘度开端时变化不大,但当乳液颗粒的体积占总系统体积到达一临界值时,系统突然从液态变为固态,是一个不接连的进程,这一临界点是水性木器漆表干的开端,因而水性木器漆的表干时刻要比某些溶剂型涂料还要短。从表干到漆膜功能的悉数表现,取决于系统中残留水分的蒸腾速度,乳液颗粒中高分子的彼此渗透,及系统中其它有机小分子的蒸发速度。为了实现系统的优化,制作水性木器漆配方时,应从以下几个方面临树脂进行挑选:
a、固含量
一般,乳液的固含量越高,其距离表干临界值就越近,枯燥速度就越快。然而固含量过高,也会带来一系列的不利要素。表干过快会使涂刷距离缩短,带来施工上的不方便。固含量偏高的乳液,因为树脂颗粒距离小,一般其流发功能较差,对增稠剂也不敏感,使对涂料的喷涂或粉刷功能调节的困难增大。
b、乳液颗粒大小
乳液的颗粒越小,相同固含量下,颗粒之间的距离就越小,表干临界值就越低,枯燥速度就越快。乳液颗粒小,还会带来成膜性好,光泽度高级其他方面的优势。
c、树脂玻璃化转发温度(Tg)
一般而言,树脂的Tg 越高,终究成膜的功能就越好。然而,对于枯燥时刻来讲,其趋势则根本相反。Tg 高的树脂,一般需求在配方时加入较多的成膜助剂,以便高分子在乳液颗粒间的彼此渗透,促进成膜质量。而这些成膜助剂,需求足够的时刻从系统中蒸发,实践上会延长从表干到全干的时刻。所以,从这Tg 这个要素来讲,枯燥时刻不成膜功能往往是相悖的。
d、表面活性剂的品种和用量
常见的乳液在制造工艺中均采用必定的表面活性剂。表面活性剂对乳液颗粒有阻隔和保护的效果,在颗粒彼此交融的成膜进程中,特别是在初始阶段,即表干时有很大影响。并且,这些共同的化学品,在水和油相中均有必定的溶解度,溶在树脂中的部分其实会起到成膜助剂的效果。不同的表面活性剂,因为其在树脂中的溶解度不同,其成膜剂的效果也会不同。
e、乳液颗粒的相结构
取决于乳液的制备工艺,相同的单体组成可能会构成不同的颗粒相结构。被广为人知的核壳结构就是其中的例子之一。尽管一个乳液不可能一切的颗粒都做成核壳结构,但这个形象的比喻是人们对乳液的成膜功能能够有一个通俗的了解。假如颗粒的壳Tg 低,核Tg 高,那么该系统成膜助剂需求少,枯燥较快,但因为成膜后接连相是低Tg 的树脂,漆膜的的硬度则会受到必定影响。相反,颗粒的壳Tg 高,则成膜需必定量的助剂,则膜的枯燥速度会较前者慢,但枯燥后的硬度会比前者高。
2、树脂的固化机理
水性树脂成膜固化一般有几个层次上的机理。首要,乳液颗粒的集合和交融,是一切乳液表干都必定阅历的机理。然后,水和其他成膜助剂的蒸发,使热塑性树脂本身的根本功能得以充分表现,是固化的第二个阶段。最终,某些乳液在制备时引进交联机理,或在涂料使用时引进交联剂,使膜的硬度在热塑性树脂的基础上进一步进步。最终这一步的交联机理,会对膜的最终固化速度和程度有很大的影响。常见的交联机理有氧化交联(如醇酸树脂的交联),麦克尔加成式交联(如一些自交联乳液系统),及亲核替代式交联(如环氧,聚氨酯等)。这些交联反应,都受温度,pH 等要素影响,在配方时应平衡系统的固化要求与其他功能的联系。
3、成膜助剂的用量和品种
从理论上讲,任何树脂的溶剂都是成膜助剂。在实践中,考虑到安全,成本,速度等要素,常见的成膜助剂也不过十几种,主要是一些高沸点的醇,醚及酯。这些成膜助剂对于不同的水性涂料工程师来讲又会各有偏爱。一般,某个有经验的工程师,常用的成膜助剂不过两三种。主要考虑要素是试剂在水和树脂之间的分配和在树脂颗粒内部的分配。特别是当水性树脂为多相树脂时,成膜助剂的挑选和搭配即显得尤为重要。
4、施工环境
正因为水的特性,使得水性木器漆在施工环境上比油性漆要求要高一些,主要是尽量控制施工时的温度和湿度。通用配方的施工要尽量避免高湿环境。假如必须在高湿度下施工,应该对配方进行调整,或者挑选成膜性快的树脂或者对现场实行阻隔处理。