水溶性涂料的发展极为迅速,它不仅打破了过去涂料必须使用有机溶剂的惯例,而且使涂料施工走向机械化、自动化。
目前涂料中的许多品种,都要使用不同品种、不同数量的有机溶剂。溶剂在涂料中的作用,仅仅是将主要成膜物质溶解为稀薄的溶液,便于施工。随后就要求溶剂以一定的速度挥发掉,不在涂膜中残留。所使用的溶剂如甲苯、二甲苯、乙醇、丁醇等都是重要的有机合成原料,使它们白白挥发掉,不但是经济上的浪费,而且这些溶剂,大多对人和环境有不同程度的危害。另外这些溶剂多为易燃、易爆品,如在涂料中使用不当,还会影响涂料质量,或发生事故,因此水溶性涂料具有很大的发展前途。
1.水溶性涂料的构成机理
制备涂料所使用的主要成膜物质都是不溶于水的高分子化合物。所以制备水溶性涂料,第一步就是要使主要成膜物质成为能溶于水的水溶性树脂,然后再通过一些方法使它们构成不溶于水而且抗水的涂膜。
为了使树脂很好地溶于水,必须引入亲水性官能团,如羟基、羧基、胺基、磺酸基、酰胺基、醚氧基等。目前国内生产的水溶性树脂多选用羧基,但仅含有这些亲水性官能团,仍不能使树脂完全溶于水,只能与水混合形成乳浊液。只有将羧基转化成羧酸钠或胺(氨)皂才能溶于水。
在其成膜过程中,通过加热或加入固化剂(交联剂)使之生成不溶于水的成膜物质,以构成具有抗水性的涂膜。
总之,水溶性树脂是一种利用胺(或氨)中和后形成的高分子羧酸胺(或氨)盐。在合成水溶性树脂过程中,适当控制树脂相对分子质量的大小是很重要的。合成树脂相对分子质量小时,其水溶性好,但涂膜性能较差。相对分子质量大,物理性能好,但水溶性较差,因此为了有较好的性能,要求树脂分子大一些。为促使其水溶性好,可加入少量助溶剂(要求助溶剂既能溶于树脂又能溶于水),常用的有乙酸、丁醇、丁酮等。
2.水溶性涂料的品种、性能及用途(www.xing528.com)
水溶性涂料主要由水溶性树脂、颜料、助溶剂和水等组成,根据所用树脂不同可分为水溶性酚醛漆类、水溶性醇酸漆类、水溶性环氧漆类、水溶性聚酯漆类等。
水溶性涂料可采用电泳施工,所得涂膜不但附着力好,涂膜厚度均匀,而且缝隙及棱角都能得到均匀厚度涂膜,提高了防锈能力。水溶性涂膜的性能一般均超过同类溶剂型品种,水溶性涂料的技术指标见表10-8。
表10-8 水溶性涂料的技术指标
目前,水溶性涂料还存在一起问题尚待解决,例如水溶性涂料,一般都需要烘烤成膜,花色品种也不够齐全,采用电泳法涂漆时,漆液对底材表面处理要求较高。对由不同材质构成的组合件,因电沉积对底材的选择性不同,而造成漆膜不均匀等。
水溶性漆是很有发展前途的涂料品种,应用范围越来越广。目前大多数工业部门都已采用电泳法以水溶性漆来涂装底漆,在轻工业产品方面,如自行车、仪表、五金配件等也得到广泛应用。
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