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江南环保与您解锁水性涂料中的关键因素——水

2020-11-11 10:18:34

水无色、透明、无味、无毒、无所不在。水的凝固点是0℃,沸点是100℃。因此,要求水性涂料保持在0℃以上。水性、化学性质稳定、不易燃、不易爆,所以水性涂料都是非危险品,在生产、储存和运输过程中都非常安全。

水是极性溶剂。根据相溶性相似的原理,作为水性环氧防腐底漆基本组成部分的基本材料和颜料、填料须分别通过乳化剂和分散剂在水中乳化分散。乳化剂也称为表面活性剂。分子链的一端是极性的,另一端是非极性的。成膜材料通常是有机高分子材料,被乳化后存在于表面活性剂形成的胶束中。它们通过双电层保护或空间位阻隔离,从而稳定地悬浮在水中。

水性涂料已成为家具行业的新宠,并且与水有着密切的关系。其特点是在油性涂料中以水代替有机溶剂作为分散介质。与油性涂料相比,不使用有机溶剂,不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛等有害物质,无毒无刺激性,节约资源,更加环保。

该涂料由树脂、颜料、填料、添加剂和溶剂组成。树脂的类型决定了涂层的类型。不同种类的涂料具有不同的成膜机理。为了对水性涂料的性能、特点和应用有一个原则性的认识,有必要充分了解水性涂料的成膜机理。

一、水性单、双组分涂料成膜机理各异

水性涂料主要是由水性树脂、颜填料、助剂、水组成,其成膜过程和溶剂性涂料有着完全不同的机理,并且相对复杂,主要是因为水性涂料中水性树脂的特殊结构和水分的存在。

水性单组分涂料涂装在家具表面后,水分开始挥发。随着水分的减少,离散的乳胶粒子的排列由疏散变得更加紧密,在毛细管压力和表面张力作用下挤压变形,乳胶粒子相互融合、扩散成膜。

水性双组分涂料在成膜过程还有多异氰酸酯和水的反应、多元醇和多异氰酸酯粒子的共凝结、多元醇和多异氰酸酯的反应等,这些都会影响双组分水性涂料的整个干燥过程。

二、 水分挥发是关键,但不是仅有因素

水分的挥发,如水分是否有次序的挥发、是否完全挥发,对水性漆的成膜质量有着非常重要的影响。

水性涂料的成膜不能只是单一的考虑涂料本身,而是应该结合家具底材种类、涂装方式、涂装设备、干燥方式等因素综合考虑,这样才能将水性涂料的性能发挥好,才能做出优异的表面涂装效果。

水性木器涂料的成膜机理相对溶剂性涂料复杂,影响成膜的因素更多,水比溶剂更容易被木材吸收;水比溶剂更难于向上挥发掉;水的挥发比溶剂需要更多的能量。可以说不确定的因素和难控制的过程就是干燥过程!

由此可见,“水”简直就是水性漆的命门,可以说成也是“水”,败也是“水”。那么到底该如何干燥呢?漆膜干燥的方式多种多样,每一种方法也各有各的优缺点,选对合适的干燥方式,抓住水性漆的命门!

一、自然干燥

自然干燥具有办法简单、应用普遍的优点。但在自然条件下,温度和湿度及风速是不断发生变化的,尤其是低温或高湿的条件下,干燥速度很慢,涂膜质量不稳定。

二、热风干燥

热风干燥是采用电或蒸汽加热的方式,以温度40~60℃、湿度50~70%的热空气为载热体,通过有效的热传递进行加热,从而提升水性漆的干燥速度。热风干燥以对流、热传导为主,晾干房的温度具有梯度差、温度不均匀的特点。

三、红外干燥

红外线干燥具有升温快、干燥效率高的特点。被涂饰的家具板件及其涂层在红外线的照射下,吸收辐射能量并被转化成热能,从而加速涂层的干燥,通常选用远红外线干燥涂层。红外线不适于干燥较厚的涂层,而且只能加热红外线能够照射到的区域,不能用来干燥立体物件。

四、微波干燥

微波常用的微波频率为915-2450MHz,以每秒几亿次的高速周期性地改动外加电场的方向,使水分子疾速摆动,产生显著的热效应,从而使涂层内部和外表的温度同时升高。优点在于干燥速度快,涂层加热均匀,但微波有选择性加热的特点,需要合理的选用。

五、紫外线干燥

对于水性UV涂料可以采用紫外线固化的干燥方式。在紫外线的照射下,水性UV涂料中的光敏剂吸收特定波长的紫外线,产生活性基团,引发成膜物的聚合反应。紫外线干燥具有固化速度快,涂膜质量好的特点,但是只能用于干燥水性UV涂料。在紫外光照射前要将涂膜的水分充分挥发,而且只能用于平面家具板件的干燥。

水性漆干燥的理想过程是由内而外地进行干燥,表干不能过快。如果湿膜表干过快,会大大增加了后续水分挥发的难度,导致水性涂料成膜不好,进而影响涂装效果。水性漆干燥可以采取几种干燥方式的有效组合,顾及众多条件的同时使水分干净地走掉!

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