涂料的耐水性是指漆膜對水的作用的抵抗能力。漆膜耐水性的好壞與樹(shù)脂中所含的極性基團、顏料中的水溶性鹽、涂膜中的各種添加劑等因素有關(guān),也受被涂物的表面處理及涂膜的干燥條件等因素所影響。
如何改善水性涂料的耐水性。
首先可以從水性樹(shù)脂入手,像水性聚氨酯、水性丙烯酸的聚合物結構,乳液聚合時(shí)通常用的表面活性劑都是兩親的,即一端有親油性,另一端有親水性。
聚合完成后這些表面活性劑仍然存留在乳液中,成膜后殘留在漆膜內,遇水后親水基與水作用,促使水在漆膜中更多地滲透、擴散和遷移,增大了吸水率。為了克服表面活性劑的不利影響,現今已可采用無(wú)皂聚合法制備乳液,乳液聚合時(shí)合成的乳液耐水性有顯著(zhù)提高。
不同乳液或水分散體吸水率有很大差別低的在10%以下,高的可超過(guò)100%,主要由聚合物的結構決定。聚合物分子中的親水結構及合成時(shí)所用的親水單體,對漆膜的吸水率和耐水性有極大的影響。
(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羥乙酯,(甲基)丙烯酸羥丙酯、馬來(lái)酸酐、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸等親水單體,可以改善聚合物在水中的分散性,有利于乳液或水分散體的形成和穩定,同時(shí)又帶來(lái)成膜后漆膜吸水率升高,耐水性下降等缺點(diǎn)。
聚氨酯結構中有聚乙二醇鏈段時(shí)吸水率會(huì )增大;而有聚酯結構的聚氨酯水解降解的可能性大,耐水性會(huì )受影響。乳液合成時(shí)引入氟碳單體或有機硅化合物可提高漆膜的耐水性,并隨著(zhù)氟碳和硅化合物的用量增多而耐水性增加。
其次可通過(guò)添加外交聯(lián)劑交聯(lián),交聯(lián)能顯著(zhù)提高漆膜的耐水性。同一種漆通過(guò)添加外交聯(lián)劑交聯(lián)后,無(wú)論用的是異氰酸酯固化劑交聯(lián),氮丙啶交聯(lián),還是環(huán)氧化合物交聯(lián),雖然吸水率下降幅度有差別,但是通常都可降至15%以下。
親水改性的異氰酸酯固化劑中親水鏈段的親水性越強,交聯(lián)固化后的漆膜吸水率越高。耐水性好的乳液或水分散體本身吸水率就很低,交聯(lián)后吸水率下降幅度小。反之,親水性大的漆膜,漆膜交聯(lián)劑后吸水率下降幅度大。
除以上兩種途徑之外,還可通過(guò)物理方法改善漆膜的耐水性,涂料配方中添加憎水性化合物可以改善漆膜的疏水性,減少或降低對漆膜的浸潤。
比如蠟乳液和蠟粉,可有效增大漆膜的界面接觸角。此外,某些疏水添加劑也有更好的效果,可以產(chǎn)生類(lèi)似荷葉效應的結果。這種疏水效應是由于疏水添加劑在漆膜表面有規則地聚集產(chǎn)生的,疏水劑的遷移會(huì )使荷葉效應消失,加入疏水劑的漆膜經(jīng)多次擦洗后疏水效果也逐漸減弱。
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