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水性雙組分聚氨酯面漆起泡原因分析

放大字體  縮小字體 http://www.k5y1.cn  發布日期:2019-03-20  來源:網絡  瀏覽次數:570
中國新型涂料網訊:
       本文主要從閃干時間、膜厚、溶劑揮發量等方面的實驗,提出一些措施來避免起泡的問題。
       1 水性雙組分聚氨酯成膜機理
       水性雙組分聚氨酯體系涂料的基本交聯反應為:
       HO—R1(多元醇樹脂)+ R—NCO (異氰酸酯樹脂)→ R—NH—CO—O—R1 式(1)
       異氰酸酯樹脂與多元醇樹脂混合后即發生以上化學反應形成網狀結構。要形成良好的膜主要經歷以下幾個步驟:
       漆膜弊病的產生是涂料噴涂后, 由于漆膜表面溶劑揮發速度快于內部, 故表面漆膜交聯反應速度也稍快于內部。如果小相對分子質量物質及產生的氣體可以在表面漆膜交聯之前揮發,則可避免產生針孔、暗泡等瑕疵。在水性雙組分聚氨酯體系涂料中還存在一種副反應,反應產生CO2,它也是水性雙組分聚氨酯體系涂料形成針孔、暗泡等漆膜弊病的主要原因之一,所以如何防治CO2 的產生及溢出也就顯得比較重要。副反應的反應式為:
       R—NCO (異氰酸酯樹脂) + H2O→ R—NH2 + CO2↑ 式(2)
       2 成膜樹脂的影響
       水性雙組分聚氨酯面漆的成膜樹脂為水性丙烯酸樹脂和聚氨酯。水性丙烯酸樹脂依據制備方式的不同,通?煞譃2 類:乳液型和分散體型。乳液型是丙烯酸酯類單體在水中使用乳化劑進行乳液聚合直接制得;分散體型是通過丙烯酸及其它單體在合適的溶劑中聚合,經中和加水乳化制得。乳液型具有較快的干燥速度,但光澤不好。而分散體型正好相反,分散體型的丙烯酸樹脂在光澤與硬度上都要更加由于。作為面漆,一般推薦選用光澤較好的水性丙烯酸分散體型樹脂作為成膜樹脂。
       3 閃干時間的影響
       為了減少氣泡的產生, 都要保證濕漆膜在室溫條件下有一定時間的溶劑揮發時間(稱為閃干時間或流平時間),即延長進烘箱前干燥的時間,一般認為增加閃干時間是避免或減輕涂裝中針孔、暗泡產生最方便和有效的方法。因為對于水性雙組分聚氨酯面漆漆膜厚度<40 μm 時一般不會產生針孔,而>40 μm 就很容易產生針孔,主要原因是當漆膜表干時,漆膜內的溶劑(主要為水),尚未完全溢出。在烘烤過程中溢出,最后產生漆膜缺陷。在測試實驗中,使干漆膜厚度為(40±3) μm。測試發現施工后室溫閃干至少20 min,漆膜才能平整光滑,沒有缺陷。
       4 漆膜厚度的影響
       漆膜厚度越厚,漆膜下部的水越不容易揮發,本實驗主要考察了一系列漆膜厚度,在不同閃干時間下,對漆膜起泡的影響。
       由圖 可知, 漆膜厚度在40 μm 左右時,閃干20 min 漆膜平整光滑,不起泡。當漆膜厚度>80 μm 時,閃干時間至少90 min。說明漆膜厚度增大之后,漆膜表面已經表干,但內部的溶劑(主要為水)、副反應產生的氣體(CO2)等易揮發物質還沒有完全溢出,在后面的干燥過程中,將漆膜表面頂起形成小泡。因此,在實際涂裝時,要想獲得比較好的漆膜(≥60μm),至少要室溫閃干1 h。
       5 溶劑揮發量的影響
       前面討論了漆膜起泡與閃干時間、漆膜厚度的關系,這些都與溶劑的揮發量成正比。涂料被施工后,設定濕漆膜的溶劑含量為100%,試驗溶劑揮發量與時間的關系,考察其對漆膜外觀的影響,見圖1。從圖1 看出,當膜厚為30~40 μm 時,在室溫下閃干脫水率達到50%,再放入65 ℃烘箱強制干燥,即可不起泡。當漆膜厚度增加到>60 μm 后,脫水率要超過90%,才能不起泡。說明水性雙組分聚氨酯面漆在施工過程中漆膜厚度最好控制在<40 μm,否則很容易出現漆膜弊病。
 
關鍵詞: 漆膜 面漆 起泡
 
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