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谈谈增加水性涂料涂膜耐水性的一些方法

   



      水性树脂、水性树脂乳液作为水性涂料的成膜基料,在合成时要使用相当数量的表面活性剂,或采用亲水性单体合成聚合物,从而导致水性成膜后漆膜通常吸收率高,耐水性不好。如何调整水性涂料成膜后的耐水性呢?本文就此问题做简单阐述。

       1、水性树脂聚合物的结构设计。

       乳液聚合时所用的表面活性剂在聚合完成后仍然存留在乳液中,成膜后将残留在漆膜内。涂膜遇水后表面活性剂亲水基与水作用,促使水在漆膜中更多地渗透、扩散和迁移,增大了吸水率。为了克服表面活性剂的不利影响,可采用无皂聚合法制备乳液,合成的乳液耐水性有显著地提高。

      不同树脂乳液或分散体的吸水率也有很大差别,低的在10%以下,高的可超过100%,主要由树脂聚合物的结构决定。聚合物分子中的亲水结构及合成时所用的亲水单体对漆膜的吸水率和耐水性有极大的影响。如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、马来酸酐、二羟甲基丙酸、羟甲基丁酸等亲水单体,它们可以改善聚合物在水中的分散性,有利于树脂乳液或水分散体的形成和稳定,但同时又会带来成膜后漆膜吸水率高,耐水性下降的缺点。聚氨酯结构中如有聚乙二醇链段,则树脂吸水率会增大;如有聚酯结构存在的聚氨酯树脂其水解的可能性会大增。乳液合成时引入氟碳单体或有机硅化合物,则可提高树脂成膜后的耐水性,并随着氟碳和有机硅化合物的比例增多而耐水性相应增加。

      2、选择合适的交联剂。

      成膜时合适的交联能显著提高漆膜的耐水性。同一种水性漆通过添加外交联剂交联后,无论是异氰酸酯固化剂交联、氮丙啶交联,还是环氧固化剂交联,虽然成膜吸水率下降幅度各有差别,但通常都可降至15% 以下。耐水性好的乳液或水分散体本身吸水率就很低,与交联剂交联固化后吸水率下降幅度小些;反之亲水性大的成膜树脂,与交联剂交联固化后吸水率下降幅度大。

      3、涂料配方调整改善漆膜的耐水性。

      涂料配方中添加憎水性组份可以有效提升漆膜的疏水性,降低外界水分对漆膜的浸润作用。蜡乳液和蜡粉是常用的增加涂膜憎水性的添加剂,其中以PE蜡乳液比较常见。某些疏水性添加剂还可以产生类似荷叶效应的疏水效果,这种疏水效应是由于疏水添加剂在漆膜表面有规则地排列产生的。疏水剂的迁移失去会使荷叶效应减弱和消失,因此加入疏水剂的漆膜经多次擦洗后会失去憎水作用。与成膜树脂具有交联反应的特殊助剂可以大大延长涂膜的疏水时效,如反应型防涂鸦添加剂BETTERSOL 6221就是一支典型的产品。

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