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吸水树脂对涂料耐水性影响

发布日期:2021-05-19 21:04 浏览次数:
吸水树脂对涂料耐水性影响
  水涂料是以水为原料,破乳而成的一种化学物质,它不仅能减少VOC的消耗,而且具有安全性,不会引起火灾,能在湿冷的自然环境中进行工程建设,便于清理。虽然水性涂料在环保等性能上优于传统型溶剂型涂料,但仍存在起膜容易,不耐潮湿等缺点。
  建筑物涂料的耐水性能是指涂料对水的耐用性。涂层耐水性能的优劣与环氧树脂中常含有的旋光性官能团、色浆中的水溶盐、各种添加物有关,还与涂层表面处理和涂层干燥标准等因素有关。涂膜浸于水中或在湿度很大的自然环境中,必须能抵抗水或水蒸气(含溶解、浸渍等)的沉积作用。在漆膜不能抵抗水蚀时,会出现泛白、失光、出泡、脱落等现象。
  主要包括两个方面,一是漆膜吸水能力强,易反潮(或干燥、慢热、不易彻底干燥);第二,漆膜容易与水发生物理或化学作用,如醛基或酯键具有易水解作用等。吸湿具有客观性,一般漆膜吸湿有三种情况。
  有机化学亲和力:漆膜上的亲水基团,根据正离子配位或氢键作用,促使水蒸气在旋光性官能团表面吸附,进而促使水蒸气主要呈现为吸水性。建筑物涂层破乳后一般以有机化学吸托为主。
  毛细作用:多见于多孔结构化学物质的吸湿态,是一种物理吸气的现象。例如漆膜干燥时没有完全封闭的减压蒸馏安全通道。
  扩散效应:假设漆膜内存在电解质溶液,将引起渗透浓度,促使漆膜外部的水有向内部渗透的趋势。
  怎样提高漆膜耐水性能呢?
  选择耐水性能良好的环氧树脂和环氧固化剂。具有良好耐水性能的环氧树脂分散液,其指标值如下:羟值高,酸值低,热膨胀系数高,含量高,分散液中窄范围内的粘合剂,极性单体尽量避免,带脲环丙烯胺等可提高湿粘合剂单件粘合力等。选择环氧固化剂时,应选用丙烯酸酯类固化剂。较常见的HDI脂环族丙烯酸酯三聚体,在使用前一般采用甲基丙烯酸酯链端改性,但破乳后仍残留在漆膜中的聚链段对漆膜的耐水性能有较大程度的下降;HDI可选用磺酸盐改性材料,氢氧化钠可作改性剂,漆膜干燥后,氢氧化钠蒸发,磺酸官能团的耐水性能远低于HDI对甲基丙烯酸酯改性材料。
  尽可能减少颜填料,或选择疏水性较好的颗粒材料。具有明显亲水性可溶性的铝硅酸盐填充剂应谨慎使用,如蒙脱土,瓷土等。对于轻钙粉末,沉淀硫酸钡填充剂,选用进行亲水性处理较好;对于有机化学珠光粉,必须注意其化学结构、通电性能和应用表活剂;漆膜的疏水性也可以根据加入纳米复合材料而得,特别是纳米技术中的硅氧化合物。
  降低秘方的“亲水构造”(亲水基)成分。受环保的影响,降低了建筑涂料中VOC的排放,如今水性涂料中的破乳改性剂等熔点较高,蒸发非常缓慢的改性剂在漆膜水完全干后,还会在漆膜中残留时间,降低了漆膜的耐水性。
  提高漆膜交联密度,反映漆膜干固彻底程度。选择羟值高档环氧树脂分散体,适当的改性剂,保证漆膜在干燥后具有较高的交联密度。当然,适当地加入改性剂,过多也会降低耐水性。
  降低了漆膜的界面张力;在降低漆膜界面张力后,将具有一定的疏水性,可以使用硅氧烷类流平剂等来完成。
  上面几种提高防水涂料抗水性能的方法,都是比较合理的。但是,我国气候条件多种多样,南方寒湿多雨,北方寒霜持续时间长,达到水性防腐蚀涂料工程施工优良气候条件的周期确实很短,这就限制了水性涂料的推广应用。另外,水性涂料与现阶段使用的溶液型、高固体分和无溶剂涂料相比,还存在着厚涂力差,不能应用在某些严苛的自然环境中浸润效果不佳等缺点。长期以来,各种建筑涂料中挥发性分析化学物质的排放对PM2.5的贡献及其对自然环境的危害,决定了水性涂料是未来涂料行业的发展前景,水性涂料的各项性能提升早已成为关键研究方向。
  由于其碳链上的酯键容易水解反应,储存的可靠性不高,这就很难避免地导致建筑涂料产品失干,粘度降低,耐水性差,以至降低合成型能。
  另外,水性丙烯酸树脂建筑涂料耐水性本身就没有油溶性好,油溶性清漆一般抗三级水,24小时内无异常,2小时内修复,磁漆抗三级水,8小时内不出泡/开裂/脱落,允许轻度泛白,光洁度低于80%。
  要想提高水性丙烯酸树脂建筑涂料的耐水性,必须从以下几个方面来解决这一难题:
  为了提高?涂膜的早期耐水性,短时间的干燥显然是保证早期耐水性的关键标准;而对于长期耐水性,则必须降低涂膜与水的亲和力,或提高涂膜与水的防护能力。
  早先耐水与长期耐水的定义:干性水性涂料在干燥后的很长一段时间内,仍会出现一定数量的残留物在擦抹中,这种残留物在彻底干躁之前往往具有劣变涂膜的特征,必须涂膜在次环节具有抗残留水的破坏功效,在这里被定义为“早先耐水”,显然早先耐水与施工技术也有密切关系。
  涂层在彻底干燥后(涂层原水成分极低),由于“亲水构造”的存在,在整个涂膜使用过程中,还存在着吸湿反潮倾向,因此,保证涂层“长期耐水”也是十分必要的。
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