涂膜固化及其影响因素

涂膜固化的过程是涂膜能够达成涂装设计必不可少的环节，按反应类别来分，可以将涂膜的固化分为物理固化和化学固化两大类型。其中物理固化形成的是热塑性涂膜，受热后会变软发黏，而化学固化则是在固化过程中涂膜内部的分子会发生化学反应形成交联结构，涂膜当中成膜物质的分子量极大，涂膜具有热固性以及多项耐性。物理固化和化学固化的相关性能特点比较如图5—5和图5—6所示。

图5—5　黏度η与分子量Mn以及涂料固化类型的关系图

图5—6　涂膜的形成及固化过程与性能差异对比

（1—单体；2—树脂；3—涂料；4—涂膜）(www.xing528.com)

如图5—5所示，当涂料中聚合物的分子量为Mn时，物理固化的黏度会随着涂料当中聚合物的体积固体含量从20%逐渐升高到100%，黏度将逐渐提升。但是当涂料当中的聚合物分子量为Mn，发生化学固化时，当溶剂全部挥发之后，涂膜当中聚合物由于化学反应而产生交联，分子量会由Mn增加到M′n。并且后面形成的聚合物具有溶剂耐性。

如图5—6所示，1、2、3、4分别表示成膜物质不同阶段的分子量及黏度坐标以及所处的性能区域，其中图5—6（a）呈现了物理固化涂膜树脂分子量和黏度的变化过程，首先从低黏度的单体，聚合成高分子量的聚合物，在进行施工前需要使用溶剂稀释。施工后，经过溶剂挥发的干燥过程，涂膜当中的聚合物再一次回到大分子量和高黏度的状态，最终形成具有一定机械强度的涂膜。

而图5—6（b）呈现了化学固化涂膜的过程，树脂先由单体聚合成一定分子量的聚合物，随后在涂料施工过程中，用溶剂稀释到施工黏度，在涂膜干燥的过程中，由于涂膜内部发生化学交联作用，涂膜当中聚合物的分子量迅速增大，黏度迅速增大，最终形成了一个远超树脂合成阶段形成的聚合物分子量的聚合物，形成了具有机械强度和溶剂耐性的涂膜。