降低水性涂料成膜温度方法探讨
水性丙烯酸涂料成膜物质
水性丙烯酸涂料成膜物质
水性丙烯酸涂料：
1、介绍：
水性丙烯酸涂料，也称为水性聚氨酯涂料，是通过混合水和丙烯酸树脂复合而成的新型无毒、环保、无味的建筑涂料。
由于它在环保、再生利用方面具有显著的优势，所以受到越来越多的欢迎。
2、原料：
水性丙烯酸涂料的原料主要包括：水、丙烯酸树脂、添加剂、填料、溶剂、稳定剂和调节剂等。
3、特点：
（1）无毒、无味，完全符合环保要求。
（2）耐磨、耐水、耐污，可用于内外墙涂料、地板涂料等。
（3）良好的保温涂层特性，优良的湿润和抗菌性能。
（4）施工方便，能够节省施工时间和施工成本。
4、应用：
水性丙烯酸涂料主要用于建筑内外墙涂料、装修涂料、玻璃涂料、木地板涂料、金属材料表面涂料等的防腐和装饰。
5、优势：
（1）环保：水性丙烯酸涂料无毒、无味，完全符合环保要求，不会对人体和环境造成危害。
（2）经济实惠：水性丙烯酸涂料低成本，而且具有防腐功能，可以有效降低项目更新费用。
（3）不粉化：水性丙烯酸涂料不粉化，不流失，不变质，改善建筑美观，延长使用寿命，具有很好的抗力性能。
6、注意事项：
（1）有必要在涂料使用前先做对比试验，以确定应用的效果。
（2）应当根据建筑的结构设计，选择合适的配方和施工方法。
（3）施工过程中要注意施工温度和适当湿度，以保证涂料能够有效地固化。
（4）施工完毕后，应当适时开窗通风，以加快涂料膜层的固化。
总之，水性丙烯酸涂料利用其优势，可以降低项目更新成本，符合环保要求，不仅能节省成本，还能保障环境和人们的健康。
(完整版)水性涂料成膜助剂分类特点及使用方法
水性涂料成膜助剂的特点及使用方法一、成膜助剂概况水性涂料的成膜助剂又叫凝聚剂、聚结剂、成膜助溶剂或共溶剂，能够对乳液中的聚合物粒子产生溶解和溶胀作用，使粒子在较低温度下也能够随水分的挥发产生塑性流动和弹性变形而聚结成膜，但在成膜以后较短时间内又能挥发逸出，而不影响涂膜的玻璃化转变温度，高温下涂膜不回粘。
成膜助剂是分子量数百的溶解力极强的高沸点有机溶剂，多为醇类、醇酯类、醇醚类化合物，实际上成膜助剂是聚合物的一种溶剂，在涂膜干燥过程中，水分挥发后余下的成膜助剂使聚合物微滴溶解并融合成连续的膜，成膜助剂除有溶解作用外，还会对聚合物起短暂的增塑作用，成膜助剂是一种可以挥发的暂时性增塑剂，能促进乳胶粒子的塑性流动和弹性变形，改善其聚结性，可在广泛的施工温度范围内成膜。
水性涂料成膜助剂广泛应用于建筑涂料（乳胶漆）、水性汽车涂料及汽车修补涂料、水性电泳涂料、水性船舶涂料、水怀集装箱涂料、水性防腐涂料、水性工业涂料、水性胶粘剂、水性木器涂料、水性卷材和卷钢涂料、水性丝印油墨、水性凹印油墨、水性柔印油墨、UV 水性涂料油墨等等。
二、成膜助剂化的化学类型和生产厂家（一）、醇类（如苯甲醇BA、乙二醇、丙二醇、己二醇）；（二）、醇酯类（如十二碳醇酯（即Texanol酯醇或醇酯-12））；（三）、醇醚类（乙二醇丁醚EB、丙二醇甲醚PM、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚DPM、二丙二醇单丙醚DPnP、二丙二醇单丁醚DPnB、三丙二醇正丁醚TPnB、丙二醇苯醚PPH等）；（四）、醇醚酯类(如己二醇丁醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯EEP)等；从成膜助剂的主要生产厂商和主要产品来看，具代表性的有BASF公司的Lusolvan FBH、美国Du Pont的DBE-IB、英国Chemoxy公司的COASOL的（己二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯和丁二酸二异丁酯的混合物），比利时Neste perstorp公司的Nexcoat 795（2，2，4-三甲基-1，2-戊二醇-异丁单酯），美国DowChemical 公司的Dowanol pph（丙二醇苯醚）、DAL-PADC、DAL-PADD、DPnB，伊士曼（EASTMAN CHEMICAL）化学公司的Texanol、EEH、OE300、OE400，英国海名斯化学公司的SER-AD FX510、SER-AD FX511、江苏润泰化学有限公司的十二碳醇酯（酯醇12）等。
浅谈地铁车轴用水性漆常见问题与解决方法
浅谈地铁车轴用水性漆常见问题与解决方法摘要：本文主要阐述的是对公司在城轨地铁车轴用水性漆常见问题与解决方法。
从水性漆的成膜机理和优缺点，分析水性漆在地铁车轴应用中存在的针孔、颗粒、橘皮、缩孔等问题的产生原因及解决方法，总结了地铁车轴用水性漆的工艺特点和常规问题的应对预防措施，为水性漆的推广应用提供了参考。
关键词：水性漆；车轴；地铁随着环保政策和环保意识的不断提升，全国各省市出台了VOC排放限量标准。
传统的油漆在使用时不仅具有刺激性气味，其固化剂和稀释剂中所含的苯、甲苯和游离TDI持续挥发，对现场施工人员具有一定的伤害，也对环境造成污染。
近年新兴的水性漆以水作溶剂，不含苯及苯的衍生物类等有机溶剂，具有良好的耐老化性、透气性、延展性，大大改善作业环境条件，降低污染和节省资源的优势显著。
将水性漆应用在轨道车辆配件（例如车轴）的涂装上，能从涂装工艺的前端减少涂料的污染性，是VOC减排的重要手段。
本文主要阐述了水性漆的成膜机理及优缺点，研究分析水性漆在地铁车轴的应用中存在的主要问题、产生原因及解决方式。
1 水性漆简介1.1 水性漆的成膜机理水性漆以水作为溶剂或分散介质，只添加少量醇或醚作为助溶剂。
将水性漆喷涂在车轴表面，随着溶剂的挥发和固化，漆膜由液体或疏松粉末状态转变成致密完整的固态薄膜的过程，即为涂料的成膜。
水性涂料成膜机理主要分为两种：一是物理反应，即基于温度变化水的挥发而最终成膜；二是树脂与各种化学介质交联形成三维状结构的涂膜。
水性涂料物理反应是指成膜过程中水性涂料中水分挥发的过程。
涂料中的水和助溶剂会随着空气中的温度和气流变化变成气态促进成膜，成膜前聚合物链经常出现缠绕，导致形成各式各样的网状结构。
因此温度与气流的物理反应在水性涂料的成膜过程中至关重要。
树脂乳液能否形成连续的涂层，主要由玻璃化转变温度（Tg）和成膜温度决定，聚合物的Tg对乳液的最低成膜温度（MFFT）起着决定作用。
当温度低于MFFT的温度下成膜时，形成的涂层不连续，会导致涂层失效。
水性木器漆的干燥速度与相关因素讨论
水性木器漆的干燥速度与相关因素讨论近二十年来，环保已成为影响涂料工业发展的最重要的因素之一。
随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，政府和普通消费者越来越意识到溶剂型涂料对大气和环境的危害。
特别是近几年来，地球气候越来越暖，低碳成为媒体和公众讨论的热点话题。
涂料的水性化成为涂料人孜孜以求的目标。
现在建筑涂料基本完成水性化，下一步的目标就是如何有效降低涂料中的VOC（有机挥发物）含量。
而在工业涂料领域，水性漆的应用比例仍然是非常低，尤其在使用量最大的木器漆领域，水性漆的推广仍然是困难重重。
目前木器漆中应用最多的品种是溶剂型的，包括硝基漆和双组份聚氨酯漆，前者由于其出色的干燥速度和稳定的产品性能在各种木制品上应用广泛，而后者得益于优异的丰满度和硬度在木制家具等领域占有主导地位。
相比于溶剂型木器漆，水性木器漆在性能上有很多的不足，其中一个方面就是水性木器漆的干燥速度较慢。
水是比热容非常大的液体，水的挥发需要从环境吸收更多的热能，一般来讲水性木器漆的干燥总是比溶剂型涂料稍慢些，特别是在冬天和雨天。
本文主要讨论影响水性木器漆干燥速度的各种因素。
理论上我们希望水性木器漆的干燥速度越快越好，一方面可以减少等待时间，提高施工效率，另一方面较快的干燥速度可以方便打磨修饰，数量众多的木制品可以堆高层叠。
但是水性木器漆的干燥速度也并非越快越好。
过快的干燥速度可能导致漆膜来不及流平就已经凝固，干燥速度过快还可能导致某些表面助剂不能充分漂浮到表面而被凝固在漆膜之中。
因此适当的干燥速度与施工工艺对于获得令人满意的涂装效果至关重要。
这里列举了六类十二种因素对于水性木器漆干燥速度的影响。
一、环境温度和湿度大家都知道环境温度对水性涂料干燥速度的影响，温度越高水性木器漆的干燥速度越快。
就好比夏天晾晒的衣服很快可以干透，而冬天晾晒的衣服往往要晾晒好几天才能够干透。
同样道理，水性木器漆中的水分在夏天的高温环境很快就会蒸发掉，从而干透凝固，而在冬天往往要等待好久才能实干。
水性聚氨酯成膜干燥过程
水性聚氨酯成膜干燥过程首先，涂料施工后，涂膜表面的水分开始蒸发。
在这个阶段，涂膜中的水分与环境中的空气中的湿度产生交换。
由于水的蒸发速度相对较快，这个阶段通常只需要几分钟到几个小时。
接下来，随着水分蒸发，涂膜中的溶剂开始挥发。
这个阶段通常需要几个小时到一天的时间。
在这个过程中，涂膜中的溶剂通过涂膜表面的扩散和挥发，逐渐降低涂膜的含溶剂量。
这个阶段的时间长度取决于涂层的厚度、湿度和温度等因素。
最后，涂膜中的水分和溶剂基本挥发完毕后，涂膜进入固化阶段。
水性聚氨酯涂料中的固化主要是通过聚合反应进行的。
在涂料干燥的过程中，涂膜中的聚酯和异氰酸酯基团发生反应，形成交联结构，从而使得涂膜具有良好的物理和机械性能。
这个过程需要相对较长的时间，通常需要几天到几周。
为了确保涂料干燥的质量和效果，需要控制干燥的湿度和温度。
过高的湿度和低温会延缓涂层的干燥速度，容易造成固化不充分和表面缺陷等问题。
而过低的湿度和高温则可能导致溶剂的挥发速度过快，使得涂膜表面形成干燥皮而内部仍然潮湿。
此外，涂料的施工方法和条件也会影响干燥的速度和效果。
一般来说，较佳的施工条件下，涂料会更快地干燥，并且形成更充分的固化反应。
总结起来，水性聚氨酯成膜的干燥过程包括水分蒸发、溶剂挥发和固化三个阶段。
不同的阶段对应着不同的时间长度和影响因素。
在涂料干燥过程中，需要合理控制湿度和温度，以及施工条件，以确保涂层的质量和性能。
水性聚氨酯涂料凭借其环保、高性能的特点，正逐渐成为涂料行业的主流产品。
水性涂料日常管理及常见弊病解决方案
一.日常管理内容:
B型粘度 6rpm 60rpm TI值 NV PH 比重 粒度
*
二.常见弊病解决方案 1.流挂
涂料粘度过低（根据循环降低粘度） 添加增粘剂 吐出量多（由于微粒化不良，涂料粒子 提高雾化压力，降低吐出量 直径过大而垂挂） 。
膜厚厚
降低吐出量
2.颗粒
3.痱子：
机器人（外板）重涂次数多 清漆NV高（面漆溶剂排出性不良）
喷漆间湿度高（在温度×湿度管理范围 外） 由于涂料筒旋杯微粒化不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ而涂料粒子 大 预热后车身温度高
4.发雾；
由于预热干燥不足（PH后NV低）面漆× 清漆会形成混层。（预热温度低，并且 由于喷漆间条件不良，涂料漆雾（手喷 、机器人）量增加，涂膜流平不充分
7.缩孔：
8.桔皮：
回到适当粘度，重新研究稀 涂料原因的情况下。粘度高、稀释剂快 释条件，用适合的涂着ＮＶ 、微粒化不良。 。确认吐出量，回到标准条 底材、涂装方法造成的情况下：底材不 在确保膜厚下对应，调整喷 好、薄膜、喷房温度、枪距远。 房温湿度，调整枪距。
决方案
由于涂料罐液面上下变动，罐侧面，罐 内配管侧面付着涂料（不可再溶解）， 旋杯清洗不良（外侧）（旋杯清洗喷嘴 所设置位置不良） 面漆膜厚厚（20μ 以上）
涂料罐清扫 修正旋杯清洗喷嘴位置，调 整清洗溶剂量 降低膜厚（内、外板）、降 低手喷漆雾量 减少重涂次数 添加面漆溶剂（提高溶剂排 出性）、降低清漆NV（溶剂 慢干化） 将水性面漆涂装工程的湿度 条件设定在安全范围内 旋杯旋转数，SA空气压力的 确认 单色ﾞ、清漆涂料的溶剂慢干 化（根据无预热条件，变更2 ℃左右） 确认预热条件，风速（过滤 器堵塞时，进行更换，清 喷漆间调整，提高吸入风量
水性涂料常用助剂
助剂调整和改进涂料和涂层的综合性能常见助剂如下1、润湿分散剂＊颜料是一种原始颗粒的聚集体,研磨分散的结果就是将这种聚集体解聚成原始颗粒状态分散到漆料之中,分散效果不佳将导致解聚不完全或者重新絮凝,造成浮色发花、沉底、光泽下降等等弊病。
＊颜料在分散时必须经历润湿、粉碎、稳定三个步骤＊润湿助剂增进颜料附聚体的润湿,分散助剂稳定颜料分散体防止絮凝,一种产品常常兼具润湿和分散功能2、流平剂＊流平助剂通过降低涂膜表面张力改善流动方式获得良好的涂膜外观,部分特殊的助剂同时能提供滑爽、增硬、抗划伤、防粘连的效果. ＊主要品种有:有机硅系流平剂丙烯酸酯流平剂其它类型流平剂（氟改性流平剂、高沸点溶剂）3、消泡剂＊分为抑泡剂和破泡剂。
抑泡剂主要是控制泡沫的产生并将产生了的泡沫消除,大多在涂料生产和使用过程中发挥作用;破泡剂主要是将产生的小气泡由小变大,使气泡膜逐渐变薄而自行破泡,此类助剂在涂料的整个过程中发挥作用.＊主要产品：有机硅系消泡剂非硅系消泡剂氟改性消泡剂4、附着力促进剂＊改善漆膜对底材的密着＊附着力促进剂的产品类型①树脂类附着力促进剂含有多种官能团的树脂,能与底材形成一定的化学结合,同时又能与基料互溶结合,提高附着力.PP、PE等高结晶度塑料的表面处理剂也属此类.此类产品不同程度的存在相容性问题.②硅烷偶联剂无机底材亲水的极性表面容易吸附上一层水膜,使涂料中的疏水基料难以润湿.硅烷偶联剂中的可水解基团遇到无机表面的水分后水解生成硅醇,而与无机物质结合,形成硅氧烷,另一部分反应基团与有机物质反应而结合,在无机物质与有机物质界面之间搭起“分子桥”把两种性质悬殊的材料连接在一起.产品价格昂贵,作用显著.③钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂类似,只是反应基团不同.④有机高分子化合物此类促进剂相容性好,对底材润湿性好.5、消光剂＊消光就是削弱反射角方向的光线强度。
＊主要品种有:①二氧化硅(消光粉)主要是利用溶剂挥发后漆膜收缩引起涂膜表面不平整,造成光的多角度乱反射以降低光度.②硅酸盐类提高体系的颜料体积浓度来降低光度.③高分子蜡消光效果相对较弱,只使用在特殊场合.6、触变、增稠、防流挂助剂＊原理简单来说就是助剂提供聚合物内部的网状结构的交联吸附,粘度升高。
水性防水涂料中助剂的应用
水性防水涂料中助剂的应用卓创资讯本网编辑采编于：2005-6-28 15:42:08 【大中小】【关闭】1 概述作为防水涂料的原材料之一 ,助剂的用量通常很少 (一般为配方总量的1 % 左右),但作用却很大。
它的加入不仅可以避免产生许多涂料的缺陷及涂膜弊病 ,同时又可以使防水涂料的生产和施工过程易于控制 ,而且某些助剂的添加,可以赋予防水涂料一些特殊的功能。
所以 ,助剂是水基防水涂料的重要组成部分2 助剂的功能与应用水性防水涂料中常用的助剂有成膜助剂、增稠剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、增塑剂、防霉杀菌剂等。
2. 1 成膜助剂成膜助剂又称凝聚剂、聚结剂 ,通常为高沸点溶剂 ,会在涂膜形成后慢慢挥发掉。
在乳胶漆中,成膜助剂因为对乳胶粒子的溶解作用而使粒子表面软化 ,因而促使聚合物粒子易受压变形,融合成膜。
成膜助剂的加入同时可降低防水涂料的最低成膜温度。
常用的成膜助剂有:乙二醇、丙二醇、己二醇、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、丙二醇乙醚、甲基苄醇、一缩乙二醇、乙二醇丁醚醋酸酯等。
通常应用于防水涂料的胶乳都具有较低的玻璃化转变温度( Tg ),如VAE 乳液的Tg 在-3 ℃ 左右因此 ,在大多数气温高于5 ℃ 条件下 ,这些乳液都可以正常成膜。
而成膜助剂的加入 ,对加速涂膜干固起到了一定的作用。
图 1 是乙二醇作为成膜助剂时 ,对丙烯酸防水涂料干固时间的影响。
由图1 可见,随着乙二醇掺量的增加,涂膜的干固时间也随之降低。
因此 ,对于某些特殊的防水工程(例如:现场湿度很大,通风条件又不好,而且工期又紧的工程 ), 在不影响产品质量的前提下 , 可适当多添加一些成膜助剂。
图 1 助剂对涂膜干固时间的影响成膜助剂除有助于成膜性能外 ,还有降低防水涂料冻结温度的功能。
例如乙二醇、丙二醇就可作为涂料的防冻剂使用。
图 2 为乙二醇、丙二醇对某丙烯酸乳液冰点的影响。
图 2 防冻剂对乳液冰点的影响由图 2 可见,随着乙二醇、丙二醇掺量的增加,聚合物乳液的冰点也随之下降。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
降低水性涂料成膜温度方法探讨
降低水性涂料成膜温度方法探讨
陈红瑞，刘平，李华宁，孟昭辉，王春亭，王玉锁
(天津科瑞达涂料化工有限公司天津300456)
0 引言
为了人类自身安全和全球可持续发展考虑，迫切需要研究环保型涂料。
水性涂料以水为分散介质和稀释剂，其突出的优点是作为分散介质的水无毒无害，制造和贮运无爆炸危险，解决了溶剂型涂料高VOC的问题。
同时水性涂料还具备价廉、不易粉化、干燥快、施工方便等优点。
水性涂料已在建筑、工业防腐、家具、家装以及汽车制造领域得到越来越广泛的应用并已成为世界涂料发展的重要方向之一。
然而，水性涂料存在成膜温度较高，在寒冷的冬季难以成膜的问题，给施工带来不便。
本文从水性涂料成膜机理的角度探讨了影响成膜的几个重要因素。
1 水性涂料成膜机理
水性漆成膜过程经历了聚合物粒子的浓缩、聚集迭合、挤压变形、再借助于成膜助剂融合成膜。
水性漆成膜过程阶段多，并且是非分子级的，其中任何阶段都有可能产生不完全性，特别是最后阶段，乳液粒子借助于成膜助剂形成均匀的连续相使水性漆最终成膜。
1966 年Bradford 等提出了成膜温度必须大于聚合物玻璃化转变温度(Tg)的概念。
成膜过程的3 阶段分别是水蒸发；乳液颗粒靠近变形并趋填密；相互扩散，当T＞Tg 时最终成膜。
这是水性漆的物理成膜机理。
对于水溶性涂料来讲，由于树脂需水溶，其分子量不会太大。
因此大多是热固型的，树脂中的活性基团和外加交联剂的活性基团之间的交联反应形成不溶不融的网状结构，从而使涂膜的性能得到提高。
2 乳液结构和性质对最低成膜温度影响
乳液最低成膜温度(MFT)是乳液颗粒相互聚集成连续薄膜的最低温度，是表征聚合物乳液成膜特性的常用方法，是单组分水性漆的使用极限值。
当施工温度超过MFT 时，乳液形成连续、透明的薄膜；反之，当施工温度低于MFT 时，将会形成白色粉状有裂痕的薄膜。
因此，为了满足使用的要求，单组分水性漆的施工温度应超过MFT。
影响MFT 的因素包括乳液中乳胶粒的结构，乳液粒子的大小，乳液合成中表面活性剂的选择和合成工艺等。
2.1 乳胶粒结构影响
乳液由乳胶粒和水组成，乳胶粒内包裹高聚物，其表面材料的性能直接影响MFT。
乳胶粒内可以是均一结构，也可以是核壳结构。
软壳硬核的核壳结构乳液，可在较低温度下成膜。
相反，软核硬壳的核壳乳液，其成膜温度较高。
含有可交联官能团的乳液，比不含可交联官能团的乳液成膜温度高。
2.2 粒径
乳液粒径的大小影响漆膜的质量。
细粒径乳液得到的漆膜更均匀，漆膜的光泽度高。
乳液粒径增大，MFT 趋于Tg。
随着乳胶粒粒径变小，粘度增加，增大了乳液成膜的毛细管压力和粒子的总表面积，有利于粒子表面链端相互渗透，促进粒子变形成膜，从而降低MFT。
亲水性单体倾向于留在乳胶粒子的外层，因而MFT的高低取决于亲水单体的性能。
2.3 表面活性剂
乳化剂的分子中均含有两类性质截然不同的部分——极性基团与非极性基团。
非离子型乳化剂在水溶液中不会离解成离子，其效果与介质pH 值无关，它会在聚合物表面形成吸附层，阻挡聚合物分子彼此碰撞，从而提高聚合物粒子的分散稳定性；阴离子型乳化剂水解时生成阴离子基团，可使聚合物表面带负电荷，造成聚合物颗粒相斥，降低粒径，进而降低成膜温度。
2.4 合成工艺
包括加料顺序、操作方法、温度控制等。
3 成膜助剂对MFT的影响
成膜助剂又称凝聚剂、聚结剂，通过降低聚合物表面积，降低表面能，控制水的蒸发以促进聚合物成膜。
一旦乳液成膜过程完成，成膜助剂会从涂膜中挥发，从而使聚合物玻璃化温度恢复至初始值。
实验证明，成膜助剂的水溶性、相容性和挥发性影响着成膜助剂在涂料中的存在状态、运动行为和使用效果。
成膜助剂在乳液粒子的融合和成膜阶段起着溶剂的作用。
在成膜助剂的作用下乳液粒子之间的界面消失，形成连续均匀的膜。
增大了低温成膜的可能性，最低成膜温度随成膜助剂的增加而下降。
然而用量增加到一定程度，其效果不明显反而会增加成本。
所以其用量应该控制在一定范围内。
由图1 可见，随着成膜助剂TEXANOL 酯醇用量的增加，涂膜的最低成膜温度也随之降低。
当成膜助剂的用量增加到8%以后，涂膜的最低成膜温度不再降低。
4 结论
降低乳液的最低成膜温度增加了水性漆冬季施工的可行性，影响最低成膜温度的最主要因素是聚合物乳液中乳胶粒的结构和粒径，以及乳液合成过程工艺控制和后处理工艺。
此外，涂料配方研制阶段中成膜助剂种类的选择和加量也是影响水性漆最低成膜温度的重要因素。