水性涂料成膜的物理和化學機制
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發布日期：2021-05-31
近些年，水性涂料由于我國國家環保政策的推動要素而獲得迅速發展趨勢。水性涂料成膜從原理上看就分成二種，一是物理反應，即根據溫度轉變水的蒸發而最后成膜；二是環氧樹脂與各種各樣有機化學物質化學交聯產生三維狀構造的涂膜。
水性涂料物理反應就是指成膜全過程中水性涂料中水份蒸發的全過程。建筑涂料中的水和助有機溶劑會伴隨著空氣中的溫度和氣旋轉變產生汽態逸出進而推動成膜。成膜進到最終環節時聚合物鏈經常會出現盤繞，不規律的打卷，乃至產生各種各樣的多孔結構。溫度與氣旋的物理反應在水性涂料成膜全過程中尤為重要。
水份揮發。在水性樹脂保濕乳液成膜中，危害水分子擴散的要素關鍵有兩個：1、氣體—水頁面；2、氣體的外擴散速率。前面一種的危害關鍵根據頁面電阻器起功效，危害相對性較小；當滯留在海上的氣體處在靜止不動情況，破乳劑在氣體—水頁面產生一層高密度的持續層，水的揮發速率比較慢，氣體和破乳劑對水份的揮發都是有很大的危害，假如氣體處于流動性當中，破乳劑則變成危害水分子擴散的關鍵要素。在成膜中，伴隨著水份的揮發，吸咐在聚合物—水頁面上的破乳劑增加，進而促使水看中的破乳劑濃度值維持相對性穩定。
有關玻璃化變化溫度。環氧樹脂保濕乳液可否產生持續的天然乳膠涂膜，主要是由分散介質聚合物的玻璃化變化溫度（Tg）與成膜溫度決策的，聚合物的Tg對聚合物保濕乳液的最少成膜溫度（MFFT）起著決策功效，而持續天然乳膠膜的產生與聚合物的MFFT息息相關。當保濕乳液在高過聚合物MFFT的溫度下成膜時，天然乳膠粒形變、結合和互相外擴散可以一切正常產生，產生持續、全透明的天然乳膠涂膜；當保濕乳液在小于聚合物MFFT的溫度下成膜時，天然乳膠顆粒不產生形變和結合，產生的涂膜易脆且不持續，乃至發脆成粉末狀。Tg值在水性涂料的科學研究中已被普遍高度重視，有關玻璃化變化溫度應當做為水性涂料成膜原理科學研究之一。
二、水性涂料的有機化學成膜原理。
水性樹脂與各種各樣有機化學物質化學交聯反映產生三維多孔結構涂膜，使涂膜性能獲得提升 。要留意的是，物理學成膜和有機化學成膜并并不是獨立的、肯定分離出來的，只是經常更替重合地開展。針對水性涂料而言，因為其環氧樹脂需水溶性，其含量不容易很大。做為一種纖維材料而言，水性樹脂大多數具備熱固性塑料，其環氧樹脂中的特異性官能團或由另加偶聯劑的特異性官能團中間的化學交聯反映產生不溶不融的多孔結構，進而使涂膜的性能獲得提升 。
另一方面水性樹脂多以羧基鹽或胺鹽的方式發生，在其成膜干固全過程中，起先氨或胺的蒸發，在加溫全過程中產生胺的化合物，也有效偶聯劑來進行的。在化學交聯干固的環氧樹脂保濕乳液管理體系中，環氧樹脂天然乳膠粒中的聚合物開鏈上帶有一定總數的反映性官能團異構，最后涂膜的性能與保濕乳液成膜全過程中聚合物開鏈的外擴散速度和化學交聯速度息息相關。假如化學交聯速度比聚合物開鏈的外擴散速度快得多，化學交聯反映集中化在天然乳膠顆粒物內部產生，環氧樹脂天然乳膠顆粒物中間基本上沒有化學交聯反映產生，造成 涂膜性能并不理想化。
從有機化學成膜視角看來，保濕乳液成膜是一種聚合物分子結構鏈凝聚力狀況，是一個從天然乳膠顆粒物互相觸碰、形變到分子結構開鏈互相圍繞、外擴散的全過程，這一全過程與高分子材料鏈的原始構象、分子熱運動、成膜標準和外擴散動力學模型全過程息息相關。聚合物的玻璃化變化溫度、聚合物的構造、破乳劑、成膜溫度、水份的揮發等對成膜全過程有巨大的危害，并決策涂膜的性能。
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