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水性自喷漆漆膜起泡原因分析与控制方法

文章出处:涂料技术与文摘责任编辑:查看手机网址
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人气:-发表时间:2015-06-29 21:24【

近年来,我国民用建设和工业建设的迅速堀起,带动了建材涂料、家具涂料、汽车涂料、防腐涂料和机械涂料等市场需求的大幅增长。然而面对日趋严格的环保政策,不管是涂料原材料供应商,还是涂料生产企业、涂装设备生产企业,正围绕水性涂料等环保产品加快转型发展。水性涂料在中国市场上的需求越来越大,它已经成为建筑、家具、汽车等行业不可或缺的辅助材料。自喷漆作为一种建材涂料,是由气雾罐、气雾阀、内容物 (色漆)和抛射剂等组成,就是将色漆通过技术处理后高压罐装,方便使用的一种自喷剂型涂料。我国自喷漆行业主要为溶剂型自喷漆,含有大量挥发性有机物 (VOC) ,对环境会造成一定影响,因此发展环保型水性自喷剂成为行业趋势。

水性漆以水为溶剂,节约了大量资源,大大减少了施工时的火灾隐患,对空气的污染也大大降低。采用少量低毒性醇醚类有机溶剂,改善了施工环境。一般的水性涂料有机溶剂在10%-30%之间,降低污染、节省资源、效果明显。其次,水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工,对材质表面的干燥程度要求不高,涂层附着力很强。涂装工具可用水清洗,清洗溶剂的消耗大大减少。然而水性自喷漆相较于溶剂型自喷漆技术难度更大,漆膜性能与溶剂型自喷漆存在较大差距。 

水性自喷漆漆膜起泡,严重影响漆膜附着力、耐水性等性能。以下从影响水性漆漆膜起泡的4个主要因素如助溶剂.消泡剂、黏度和料气比进行系统的分析讨论,提出控制漆膜起泡的佳技术条件,供业内人士研究探讨。

助溶剂对漆膜起泡的影响

助溶剂是水性自喷漆的重要组成之一,在成膜阶段,对形成均匀的漆膜起到关键作用。它能够增加树脂在水中的溶解度,同时可以调节漆料的热度,提高漆料的稳定性,改善漆膜性能。水性自喷漆的助溶剂一般为醇醚类的溶剂,为常用的是醇类、二乙醇醚类、丙二醇醚类以及N-甲基毗咯烷酮等。水性自喷漆在夏季施工时,水分挥发较快,即表干相对过快,有部分水分可能会在未干透之前被封闭在漆膜内,导致漆膜发白或是流平不好的弊端。因而,可通过添加少量合适的高沸点溶剂来延缓漆膜的干燥速度,延长漆膜的开放时间,改善其施工性能和漆膜外观。在冬季里,由于气温较低,水性自喷漆的干燥速度较慢,即水的挥发较慢,但醇类助溶剂相对比水挥发快一些,或许部分与水一起蒸发,使水性自喷漆不能形成致密的涂层,导致水性自喷漆的漆膜存在发白和开裂的现象。所以添加助溶剂时,一定要考虑克服水性自喷漆在不同季节的施工性,同时还要考虑其尽可能干燥速度快一些,这也是水性自喷漆难的技术要点,尤其是玻璃化温度较高的丙烯酸分散体更是难解决的问题。因此,多种助溶剂来搭配是好的选择。

消泡剂对漆膜起泡的影响

水性自喷滚的体系容易起泡,漆料在投料、泵送和罐装的过程中都会产生气泡,在水性自喷漆的实际生产中无法避免气泡的发生,因此在研发时必须考虑加入合适的消泡剂。消泡剂的消泡机理是通过润湿渗透到由漆料产生的气泡薄膜上且不断扩散,使气泡薄膜的表面张力不平衡而破泡。消泡剂分为抑泡剂和破泡剂2种, 消泡剂的作用是抑制在外力的作用下产生气泡,而破泡剂主要是使已产生气泡破裂。当消泡剂用量过大时会使漆膜产生缩孔等副作用,因而消泡剂的用量以能基本消除气泡为原则,不可过度追求消泡效果。

黏度对漆膜起泡的影响

自喷剂型涂料对漆料黏度的要求非常严格,黏度高漆膜难以流平,黏度低漆膜容易流挂,因此漆料黏度是生产时检测水性自喷漆性能的重要指标之一。漆膜的消泡和流挂是矛盾对立的关系,漆料黏度决定初微泡的密度,黏度低的漆料产生微泡的倾向比较低。在漆料形成之初将微泡降到低,是去除微泡的佳办法,但必须掌握微泡产生和漆膜流挂之间的平衡。

料气比对漆膜起泡的影响

试验用抛射剂DME是一种极性化合物,与许多溶剂均具有良好的相容性,能与大多数树脂相容。雾化状态对气零漆的应用效果起着十分关键的作用。不同的自喷剂产品都有其相应的佳料气比,对于水性自喷漆来所,影响产品雾化效果的主要因素是抛射剂的种类与含量、内容物性质、垡头和喷头的结构尺寸等。抛射剂、阀门及喷头孔径不变时,料气比对水性自喷漆漆膜起泡情况、附着力和耐水性的影响是:增大雾化效果,可以减少初始时湿漆膜上的微泡含量。这是由于加大雾化效果,雾滴比较小,而小的雾滴保持气泡的能力低于大的雾滴。但是对于自喷漆产品不可过度追求雾化效果,因为抛射剂含量高,内压大,易造成爆罐等问题。同时,控制漆膜起泡,有效改善了漆膜附着力、耐水性等方面的性能。

结语
(1)制备水性自喷漆,在选择助溶剂应考虑加入醇类溶剂和高沸点溶剂。醇类溶剂能与去离子水形成共沸物降低沸点,加速去离子水在漆膜固化前的挥发速度,从而减少漆膜起泡。选择高沸点助溶剂时,应优先选择与所用水性树脂相容性好的溶剂,从而减少漆膜起泡的程度。 

(2)水性自喷漆选择消泡剂时,不可过度追求消泡效果,在能基本消除气泡的基础上,其用量稍大时不会产生缩孔等副作用为佳,这样在实际生产中可以稍微加大消泡剂用量,抵消消泡剂长时间失效的影响。料气比的选择和消泡剂相似,应以基本消除气泡为原则,不可过度雾化,以防发生爆罐等生产问题。 

(3)水性自喷漆黏度低,漆料初始气泡少,但漆膜易流挂;黏度高,初始气泡多,且不易消除,严重影响漆膜性能。因此必须严格控制漆料的黏度范围,把握好消泡和漆膜流挂之间的平衡。 

(4)在水性自喷漆的研发与生产中,解决好助溶剂、 消泡剂、黏度和料气比4个方面的影响问题,能够有效控制漆膜起泡,避免其对漆膜附着力、耐水性等性能的影响,从而保证水性自喷漆的整体使用效果。


此文关键字:自喷漆 水性 起泡
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