水性雙組分聚氨酯面漆以水作為分散介質,不僅具有不燃、不易污染環境、節省能源等優點,同時涂膜性能、耐溶劑性和耐化學性可與溶劑型雙組分聚氨酯涂料相媲美,受到涂料行業的廣泛關注。
但是水性雙組分聚氨酯漆在干燥成膜過程中特別是涂層較厚時,很容易產生氣泡,形成起泡、縮孔、針孔、疵點等弊病,嚴重降低涂層的保護和裝飾性能。造成起泡的原因相當復雜,一般是由于涂料上層上的水部分揮發后黏度迅速上升,使得下層水不易揮發出去,而留在涂層中,一旦溫度再升高,便可突發性地氣化形成氣泡冒出來,并在表面被穩定和截留,即使氣泡沖出表面,由于不能流平,也會留下缺陷(例如針孔);還有一些副反應也會使漆膜起泡等。那么下面杭州亞盛涂料就引起水性聚氨酯面漆起泡的因素進行分析,希望對大家有幫助。
01 水性聚氨酯成膜機理
水性雙組分聚氨酯面漆是以異氰酸酯樹脂與多元醇樹脂混合后即發生化學反應形成網狀結構。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。
在水性聚氨酯面漆體系中還存在一種副反應,反應產生二氧化碳,它也是水性雙組分聚氨面漆形成針孔、暗泡等漆膜弊病的主要原因之一,所以如何防治二氧化碳的產生及溢出也就顯得比較重要。
02 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,通常可分為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。
03 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、暗泡產生方便和有效的方法。
因為對于水性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。而在烘烤過程中溢出,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。
04 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,當漆膜厚度在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(二氧化碳)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小時。
05 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,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。
總是所述,對于水性雙組分聚氨酯面漆, 首先選擇光澤較好的樹脂體系。在施工中,當漆膜膜厚<40 μm 時,閃干時間至少需要20 min。當漆膜厚度>40 μm 時,閃干時間要足夠長,保證濕漆膜中溶劑(主要是水)的揮發量達到一定值才可強制干燥,最后得到理想的漆膜。
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