室溫固化水性涂料成膜過(guò)程變化與膜缺陷對(duì)策研究

蔣峰 徐曉虎

【摘 要】室溫固化水性涂料的成膜，有一定機(jī)理可循，在此過(guò)程中成膜變化有規(guī)律可循，其成膜過(guò)程還會(huì)受到化學(xué)、物理狀態(tài)的變化的影響，再配合相應(yīng)的管理機(jī)制，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，即可得到狀態(tài)過(guò)于良好的涂料膜層。水性涂料在成膜過(guò)程中，通過(guò)最終要求和需求，調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)即可獲取所需內(nèi)容。如果成膜工作進(jìn)行反推，也可以通過(guò)機(jī)理對(duì)配方進(jìn)行調(diào)整，完善控制機(jī)制，通過(guò)環(huán)境的改變，實(shí)現(xiàn)缺陷的彌補(bǔ)，以此確保對(duì)成膜缺陷的高效控制。

【關(guān)鍵詞】室溫固化水性涂料;成膜;過(guò)程變化;缺陷對(duì)策

引言：

水性涂料主要以水分為主，通過(guò)分散介質(zhì)，促使其形成相應(yīng)的形式，當(dāng)前此類(lèi)水性涂料符合我國(guó)綠色環(huán)保要求，因此它也被規(guī)劃到了我國(guó)綠色材料范疇內(nèi)。在應(yīng)用此類(lèi)材料時(shí)，規(guī)避了傳統(tǒng)涂料的危害性，尤其針對(duì)易燃易爆特點(diǎn)，所以在工程施工時(shí)，此類(lèi)材料被廣泛應(yīng)用。水性涂料可以滿足各類(lèi)濕度溫度要求，并且整體材料的受限程度較小，適用于各種材料。針對(duì)水性涂料自身各類(lèi)優(yōu)勢(shì)和推廣力度，讓其使用率逐步提高。當(dāng)前在市面上水性涂料可以被分為兩種，第一種是非固化型水性涂料，第二種是室溫固化類(lèi)水性涂料。

一、室溫固化水性涂料成膜機(jī)理

室溫固化水性涂料成膜需要控制溫度，并且溫度應(yīng)該滿足聚合物轉(zhuǎn)化需求。隨著溫度的變化，成膜過(guò)程可以被分為三個(gè)階段：首先是蒸發(fā)階段，其次是顆粒變形階段，最后是相互擴(kuò)散階段。在第一階段當(dāng)中，水分的蒸發(fā)需要經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程，首先是垂直干燥處理過(guò)程，再次是平推干燥處理過(guò)程，最后是有序處理干燥過(guò)程。每一個(gè)過(guò)程都需站在不同的角度進(jìn)行分析，以水分流動(dòng)的趨向和變化過(guò)程進(jìn)行分析。水分干燥是成膜過(guò)程的重要階段，如果此時(shí)粒子流動(dòng)不能均勻，那成膜的厚度就會(huì)受到影響。在后續(xù)工作中，作用力也發(fā)揮出了重要作用，通過(guò)作用力對(duì)成膜過(guò)程中涉及到的各類(lèi)元素進(jìn)行分析，最終形成了第二個(gè)階段。通過(guò)顆粒的不斷變化，逐步成膜。此過(guò)程是水性涂料成膜的最后步驟，所以需要相關(guān)使用人員高度重視，才可確保水性涂料能夠成膜，無(wú)論是在時(shí)間方面還是分子量方面，涂料的性能都會(huì)受到各類(lèi)因素的影響。

二、室溫固化水性涂料成膜變化

（一）化學(xué)變化過(guò)程

室溫固化水性涂料由大分子雙組分材料組成，通過(guò)后續(xù)一系列反應(yīng)再對(duì)其進(jìn)行潛伏式處置讓其成為待反應(yīng)組合的單組分材料。因此此類(lèi)涂料無(wú)論是進(jìn)行何種反應(yīng)，最終都會(huì)成膜，并且形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)涂膜。

（二）物理變化過(guò)程

水性涂料的物理變化有幾大理論體系。水性涂料的成膜過(guò)程需要經(jīng)歷兩個(gè)階段，一個(gè)是乳液成膜一個(gè)是乳膠粒子變形的階段。其中乳液成膜是聚合物擴(kuò)散的一個(gè)過(guò)程，聚合物通過(guò)溫度變化進(jìn)行轉(zhuǎn)變。結(jié)合相應(yīng)理論，室溫固化水性涂料的成膜過(guò)程按照物理變化進(jìn)行分析，我們可以將其分為三個(gè)階段，首先是揮發(fā)階段，其次是擴(kuò)散階段，最后是成膜階段[1]。

（三）狀態(tài)變化

狀態(tài)變化首先經(jīng)歷的是濕階段，是階段中含有了涂料的各類(lèi)組成部分，此個(gè)階段是各類(lèi)材料分散相互交聯(lián)的過(guò)程，在交聯(lián)時(shí)分子聚合物成為主體，最終將自身水分全部揮發(fā)掉。第二個(gè)階段是過(guò)度階段，過(guò)度階段當(dāng)中涂層分子鏈段凝固表面發(fā)生了張力，其中內(nèi)部存在的氣體導(dǎo)致了揮發(fā)形成了張力，最終減弱揮發(fā)力度，形成凝膠形式，從而降低擴(kuò)散能力。最后是干膜階段，經(jīng)過(guò)前面幾個(gè)階段，涂料的表面已經(jīng)干燥，表面干燥阻隔了氣體和水分的侵入，所以擴(kuò)散工作得到了限制，并且成膜過(guò)程達(dá)到了尾聲，后續(xù)通過(guò)時(shí)間直至全干為止。

三、室溫固化水性涂料成膜缺陷對(duì)策

（一）聚合物的影響對(duì)策

水性涂料需要綜合考慮乳化問(wèn)題，主要站在聚合物反應(yīng)可能性的角度進(jìn)行分析，應(yīng)用端基鈍化處理方式，對(duì)涂膜進(jìn)行催化處理;后期針對(duì)擴(kuò)散問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后結(jié)合破乳性能評(píng)價(jià)。當(dāng)前綜合考慮聚合物的主要原因是解決乳化問(wèn)題，降低擴(kuò)散問(wèn)題，以此解決固化反應(yīng)破乳問(wèn)題;讓其在成膜階段解決蒸發(fā)問(wèn)題，最終降低缺陷問(wèn)題發(fā)生的概率。當(dāng)前水性涂料在制作時(shí)容易摻入氣體，為了規(guī)避此類(lèi)現(xiàn)象，相關(guān)操作人員需要針對(duì)實(shí)際情況向其中加入適當(dāng)?shù)南輨?，以此消除氣泡。除此之外張力?wèn)題也可以通過(guò)流平劑的加入改善此類(lèi)問(wèn)題，流平劑需要結(jié)合水性涂料實(shí)際情況進(jìn)行選擇，當(dāng)前我國(guó)應(yīng)用較為廣泛的流平劑型號(hào)是EFKA-3570，此類(lèi)流平劑可以形成光滑的涂層[2]。

（二）環(huán)境對(duì)策

水性涂料在施工時(shí)會(huì)受到環(huán)境變化的影響，導(dǎo)致其固化狀態(tài)形成不同的形式，因此在成膜時(shí)，相關(guān)操作人員需要考慮溫度變化和濕度問(wèn)題，盡量選擇通風(fēng)條件較好的環(huán)境進(jìn)行施工，滿足其固化速度和水分需求，達(dá)到揮發(fā)狀態(tài)，逐步成膜。當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題需要解決的問(wèn)題如下文所述：首先是時(shí)間問(wèn)題，其次是厚度問(wèn)題，最后是質(zhì)量問(wèn)題。因此對(duì)于較差環(huán)境而言，需要適當(dāng)選擇通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行支持，加快干燥過(guò)程，達(dá)到調(diào)節(jié)溫度濕度功能。

結(jié)論：

綜上所述，室溫固化水性涂料成膜過(guò)程經(jīng)歷了化學(xué)變化、物理變化和狀態(tài)變化，無(wú)論任何變化如果不能?chē)?yán)格對(duì)其進(jìn)行控制，都會(huì)對(duì)最終結(jié)果造成影響，所以相關(guān)操作人員需要高度重視變化參數(shù)，適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬懿卿.室溫固化水性涂料成膜過(guò)程變化與膜缺陷對(duì)策[J].中國(guó)涂料，2020，35（08）：29-32+54.

[2]郝洪儒. 常溫固化硬質(zhì)疏水涂層的制備和性能[D].青島科技大學(xué)，2018.

作者簡(jiǎn)介：

蔣峰，1991年7月出生，男，籍貫：江蘇省江都市，漢族，現(xiàn)職稱：工程師，學(xué)歷：研究生，研究方向：從事水性環(huán)氧樹(shù)脂、水性環(huán)氧固化劑、水性涂料研究。