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涂料知识—详述涂料的五个重要概念:相、相容、溶解、乳化、融合

       涂料是相混合的技术。本文详细阐述涂料产业的几个重要概念:相、相容、溶解、乳化和融合。

       一、先来看看相的概念。

       当两种材料混合在一起时,如果产生了界面,这个界面就是相界面,这个混合物就是多相混合物。多相混合往往不透明了,或透明度下降了。在多相混合物内,每一相内物质的性质是均一的,但不同相内物质的性质是不同的,否则它们就形成一个相了。在两相的界面上往往具有特殊的性质,如两相间的表面张力等。

       涂料技术的核心之一是理解相的概念、掌握相的形成技术。一般来说油性漆有两类相。一是树脂,溶剂,部分助剂混溶成的一相,它是透明的;二是颜填料形成的分散相。研究油性漆时,这两种相是关键,加入一种原料可能进入第一类相,也可能进入第二类相,还可能存在两相之间的界面。 而乳胶漆一般来说有三类相。第一类相是乳液相,它可能是透明的也可能是不透明的,也可以半透明的;第二类相是水、增稠剂及部分助剂组成的相,它是透明的;第三类相是颜填料相。 明白了漆的相组成,我们就可以知道某一种原料在哪一相里,起什么作用,在干燥过程中发生什么变化,具有什么性能。这样就可以提高理解问题的能力,提高设计实验的效率。

       二、再来看看相容的概念。

       当两种材料混合后形成了一相,我们就称为相容。两种材料可以相容代表这两种材料的结构是相似的。如短油醇酸树脂可以和硝化纤维素很好地相容,形成透明度很好的混合物和涂膜,就是因为它们两种材料的混合后能形成很小粒径的似粒子结构混合,混合程度很深。这两种材料并没有形成完全的分子混合,但已经达到了很细微的混合了,相界面就没有了。硝酸纤维素是硝酸酯的结构,短油醇酸树脂中一半是极性的酯结构,另一半是非极性的长脂肪链结构,所以这两者的相容也是两者的酯结构相容,短油醇酸中的长链脂肪结构是不相容的,所以定向定位的存在相容的酯结构外边,这样就形成了相容的“核壳”结构。这个结构可以解释以下一些现象。

      1、粘度为80KU的短油醇酸树脂和80KU的硝酸纤维素溶液混合,粘度达100KU,这说明混合后有更大的“似粒子结构”形成了;

      2、在硝酸纤维素溶液中加入了一定的短油醇酸树脂后硬度下降的很慢,柔韧性提高很少。

      3、当醇酸树脂的油度提高后,就与硝酸纤维素不相容了。相容改性是一种重要的涂料技术,部分相容和不相容在涂料中也是重要的技术,相容、部分相容、不相容各有各的作用,依涂料性能要求各取所需。

       三、再来看看溶解。

       当溶剂可以和树脂相容时,称为溶解,即小的分子溶剂将大的树脂结构化解开了,最主要的变化是粘度降低了,结构单元变小了。不管是油性漆还是水性漆,溶解都是非常重要的涂料技术。溶解的好与不好,对树脂性能的发挥起着很大的作用。如在塑胶漆中选择溶解能力合适的混合溶剂非常重要,既要良好的溶解树脂又要轻微的溶解底材但不伤害底材。

       为了充分理解和使用溶解技术,我们发展起来了溶解度参数理论。该理论将材料的结构分成了三部分,即非极性结构、极性结构、氢键结构。

       四、乳化的概念。

       对于不相容的材料,我们可以采用乳化技术,这样便形成了乳液。乳液的诞生开辟了水性涂料广阔的发展空间。在水和有机单体之间,增加一个乳化剂,就可以合成乳液了。

       五、最后来看看融合的概念。

       乳化将有机树脂变成了粒子,融合就是指这些粒子的联结,最终形成完整的涂膜的技术,这是乳胶漆成膜的关键。为了达到很好的融合效果,还要使用很多技术手段,如升温、添加合适的成膜助剂增进溶解等。

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