有關於水性（xìng）木器漆的幹燥速度

      在水性木器漆領域，快幹是最常聽到（dào）的（de）客戶對（duì）水性木器漆的要求這個特性集中體現在，由於空氣中水蒸汽（qì）的含量顯著，並隨季節（jiē）變化大，水的蒸發速度隨之發（fā）生變化。最嚴（yán）重時，如果空氣相對濕度達到99%時，水的蒸發會停止，而非水溶劑則（zé）不受此（cǐ）因素影響。

 

 

影響水（shuǐ）性木器漆幹燥速度的主要因素有哪些？

 

1、樹脂的選擇

 

像所有塗料一樣，水性木器漆（qī）的性（xìng）能在很大程度上是由配方中選用的樹脂決（jué）定的。絕大多數水性成膜樹脂為（wéi）乳液體（tǐ）係，該體係的（de）成膜機理（lǐ）與溶劑型塗料不同。溶劑型（xíng）樹脂不溶劑形成單相體係，隨著溶劑的蒸發，體係粘度增大（dà），直至成為固體，從體係的機械性能來講，是一個連續的過程。而水性乳液則是（shì）一（yī）個雙相體係，隨著水的蒸發，體（tǐ）係粘度起始時變化不大，但當乳液顆粒的體積占總係統體積達到一臨界值時，係統突然從液態變為（wéi）固態，是（shì）一個不連續的過程，這（zhè）一臨界點是水性木器漆表幹的開始，因此水性木器漆的表幹時間要比某些溶劑（jì）型塗料還要短。從表幹到（dào）漆膜性（xìng）能的（de）全部體現，取決於係統中殘留水分的（de）蒸發速度，乳液顆粒中高分子的相（xiàng）互滲透，及體係（xì）中其它有機小分子的揮發速度。為了實現係統的優化，製作（zuò）水性木（mù）器漆（qī）配方時，應從（cóng）以下幾個方麵對樹脂進（jìn）行選擇（zé）：

 

a、固含量

 

通常，乳液的固含量越高，其距離表（biǎo）幹臨界值就越近，幹燥速度就越快。然而（ér）固含量過高，也會帶來一係列的不利因素。表幹過快會使塗刷間隔縮（suō）短，帶來施工上的不便。固含量偏高的（de）乳液（yè），由於樹脂顆粒間距小，通常其流發性能較差（chà），對增稠劑也不敏感，使對塗料的噴塗或粉刷性能調節的困難（nán）增大（dà）。

 

b、乳液顆粒大小

 

乳液的顆粒越小，同樣固含量下，顆粒之間的間距就越小，表幹臨界值就（jiù）越低（dī），幹燥速度（dù）就越快。乳液顆粒小，還會（huì）帶來成膜性好，光澤度高等其（qí）他方麵的優勢。

 

c、樹脂玻璃化轉發溫度（Tg）

 

一般而言，樹脂的Tg 越高，最終成膜的性能就越好。然而，對（duì）於幹燥時間來講，其（qí）趨勢則基本相反。Tg 高的樹脂（zhī），通常需要在配方時加入較多的成膜（mó）助劑，以（yǐ）便高分子（zǐ）在乳（rǔ）液顆（kē）粒間（jiān）的相（xiàng）互滲透，促進成膜質量。而這些成膜助劑，需要足夠的時間從體係中揮發，實際上（shàng）會延長從表幹到全幹的時間。所以，從（cóng）這Tg 這個因（yīn）素來講，幹燥時間不（bú）成膜性（xìng）能往往是相悖的（de）。

 

d、乳液顆粒的相結構

 

取決於乳液的（de）製備工藝，同樣的單體組成可能會形成不（bú）同的顆粒相結構（gòu）。被廣為人知的核殼結（jié）構就是（shì）其中的例子之一。雖然一個乳液不可能所有的顆粒都做成核殼結構，但這（zhè）個形象的比喻是人們對乳液的成（chéng）膜性（xìng）能可（kě）以有一個通俗的了解（jiě）。如果顆粒的殼（ké）Tg 低，核Tg 高，那麽該體係成（chéng）膜助劑需求少，幹燥較快，但由於成膜後連續（xù）相是（shì）低Tg 的樹脂，漆膜的的硬度則會受到一定影響。相反，顆粒的（de）殼Tg 高，則成膜需一定量（liàng）的助劑，則膜的幹（gàn）燥速度會（huì）較前者慢，但幹燥後的硬度會比前者高。

 

e、表麵（miàn）活性劑的種類和用量

 

常見的（de）乳液在製（zhì）造工藝中均采用一定的表麵活性劑。表（biǎo）麵（miàn）活性劑對乳液顆（kē）粒有隔（gé）離（lí）和保（bǎo）護（hù）的作用，在顆粒相互融合的成膜過程中，特別是在初始階段，即（jí）表幹時（shí）有很大影響。而（ér）且，這些獨（dú）特（tè）的化學（xué）品，在水和油相中均有一定的溶解度，溶在樹脂中的部分（fèn）其實（shí）會起（qǐ）到成膜助（zhù）劑的作用（yòng）。不同的表麵活性劑，由於其在樹脂中的溶解（jiě）度不同，其（qí）成膜劑的作用也會不同。

 

2、樹脂的固化機理

 

水性樹脂成膜固化一般有幾個（gè）層（céng）次上的機理。首先，乳液（yè）顆粒的聚集和融合，是所（suǒ）有乳液表幹都必然經曆的機理。然後，水和其他成膜助劑的揮發，使熱塑性樹脂本身（shēn）的基本性能得以充分體現，是固化的第二個階段。最後，某些乳（rǔ）液在製備（bèi）時引入交聯機理，或在塗料（liào）使用時引入交聯劑，使膜的硬度在熱塑性樹脂的基礎上進一步提高（gāo）。最後這一步的交聯（lián）機理，會對膜的（de）最後固化速度和（hé）程度有很大（dà）的影響（xiǎng）。常見的交聯機理有氧化（huà）交（jiāo）聯（lián）（如醇酸樹脂的交聯），麥克爾（ěr）加成式（shì）交聯（如一些自交聯（lián）乳液體係），及（jí）親核取代式（shì）交聯（如環氧，聚氨酯等）。這些交聯（lián）反應，都受溫度，pH 等因素影（yǐng）響，在配方（fāng）時應平衡體（tǐ）係的固化要求與其他性（xìng）能的關（guān）係（xì）。

 

3、成膜助劑的用量和種類

 

從理論上講，任何樹脂的（de）溶劑都是（shì）成膜助劑。在實踐（jiàn）中，考慮到安全，成本，速度等因素，常見的成膜助劑也不（bú）過十幾種，主要是一些高沸點（diǎn）的醇，醚及酯。這些成膜助劑對於不同的水性塗料工程師來講又會各有偏愛。一般，某個有經驗的工程師，常用的成膜助劑不過兩三種。主要考慮因（yīn）素是試劑（jì）在水和樹脂之間的（de）分配（pèi）和在樹脂顆（kē）粒內部的（de）分配。特別是當水性樹脂為多相樹脂時，成膜助劑的選擇和搭配即顯得尤為重要。

 

4、施（shī）工環境

 

正因為水的特性，使（shǐ）得水性木器漆在施工環境（jìng）上比油性漆要求要高一些，主要是盡量控製施（shī）工時（shí）的溫度和濕度。通用（yòng）配方的（de）施工要盡量避免高濕環境。如果必須在高濕度下施工，應該對配（pèi）方進行調整，或者（zhě）選擇（zé）成膜性（xìng）快的樹脂或者對（duì）現場實行隔離處理。

 

雖然（rán），水性木器漆麵（miàn）臨以上所述技術挑戰，但由於其環（huán）保特性，必然會成為塗料領域重要的（de）一員。隨著過（guò）去十幾年水（shuǐ）性木器漆工作者的（de）不懈努力，水性木器漆技術必將日趨成熟。