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乳胶漆基础知识!谈谈乳胶漆的乳液成膜过程及条件


       乳液属于水性树脂,是水性涂料基料,是涂料的成膜物。乳胶漆通过乳液把涂料各组分黏结在一起,形成一层薄膜,并牢牢地附着在基层上,形成涂层。乳液是涂膜最主要的组分,在一定程度上可以说涂层的性能主要取决于乳液的性能。对于清漆,涂层的主要性能都取决于乳液,色漆和功能性涂料还配方中的颜料和添加剂有关。除了粘合成膜性等基础性能之外,涂层所应具备的各种使用性能,如装饰性(光泽、丰满度、透明度)、耐久性(保光、保色性,耐候性,耐热性,耐黄变性,耐盐污性等)、机械性能(硬度、耐划伤性、耐磨性、耐冲击性等)等都主要取决于乳液的性能。乳液性能对于水性涂料的质量如此重要,乳液的成膜又与油性涂料的成膜过程又有明显的不同,本文就简述下水性乳胶漆的成膜过程及机理。 

      乳胶漆的成膜是一个从分散着的聚合物颗粒和颜料、填料颗粒相互聚结成为整体涂膜的过程。该过程大致分为初期、中期和后期三个阶段。

      初期阶段。乳胶漆施工后, 随着水份逐渐挥发, 原先以静电斥力和空间位阻稳定作用而保持分散状态的聚合物颗粒、颜料颗粒、填料颗粒逐渐靠拢, 但仍可自由运动。初期阶段水分的挥发与单纯水的挥发相似,属于恒速挥发。

      中期阶段。随着湿膜水份进一步挥发, 聚合物颗粒和颜、填料颗粒表面的吸附层破坏, 成为不可逆的相互接触, 达到紧密堆积,。一般认为此时理论体积固含量为74 %, 即堆积常数是0.74,该阶段水份挥发速率约为初期阶段的5~10 % 。大致可以把涂膜表干定义为中期阶段的结束。

       后期阶段。在缩水表面产生的力的作用下, 也有理论认为在毛细管力或表面张力等的作用下, 如果温度高于乳胶最低成膜温度(MFT) ,乳液聚合物颗粒变形,聚结成膜,同时聚合物界面分子链相互扩散、渗透、缠绕, 使涂膜性能进一步提高, 形成具有一定性能的连续膜。此阶段水份主要是通过内部扩散至表面挥发,所以挥发速率很慢。另外还有成膜助剂的逐渐挥发,在此阶段初成膜助剂的挥发是挥发控制的;随后成膜助剂的挥发是扩散控制的。

       再来看看乳胶漆的成膜条件。乳胶漆成膜条件之一是水份挥发,水分不挥发, 乳胶漆就不会成膜。水分挥发的速率与乳胶漆配方中所含的成膜助剂和助溶剂等有关。 就其施工条件来看,水分挥发不仅与周围环境的温度、相对湿度有关, 而且与基层的温度、含水率、吸水性有关。综合平衡诸因素, 使乳胶漆有一个合适的水分挥发速率, 以获得优良的涂膜,不能太快, 也不能太慢,以获得优良的涂膜。

      乳胶漆成膜条件之二是施工时的环境温度和基层温度必须高于乳胶漆的最低成膜温度(MFT),否则尽管水分挥发,乳胶漆也不能成膜。成膜需要乳胶粒子变形, 分子链相互扩散和渗透,以致相互缠绕而达到聚结的。这些条件都要求乳胶漆体系中有大于2.5% 的自由体积,否则乳胶粒处于玻璃态而无法变形, 乳胶分子链段和自由体积处于冻结状态而不能扩散。这里所谓的乳胶漆体系,是指乳胶漆中所有组分的混合体。

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