水性涂料成膜的物理和化学机制
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发布日期：2021-05-31
近些年，水性涂料由于我国国家环保政策的推动要素而获得迅速发展趋势。水性涂料成膜从原理上看就分成二种，一是物理反应，即根据温度转变水的蒸发而最后成膜；二是环氧树脂与各种各样有机化学物质化学交联产生三维状构造的涂膜。
水性涂料物理反应就是指成膜全过程中水性涂料中水份蒸发的全过程。建筑涂料中的水和助有机溶剂会伴随着空气中的温度和气旋转变产生汽态逸出进而推动成膜。成膜进到最终环节时聚合物链经常会出现盘绕，不规律的打卷，乃至产生各种各样的多孔结构。温度与气旋的物理反应在水性涂料成膜全过程中尤为重要。
水份挥发。在水性树脂保湿乳液成膜中，危害水分子扩散的要素关键有两个：1、气体—水页面；2、气体的外扩散速率。前面一种的危害关键根据页面电阻器起功效，危害相对性较小；当滞留在海上的气体处在静止不动情况，破乳剂在气体—水页面产生一层高密度的持续层，水的挥发速率比较慢，气体和破乳剂对水份的挥发都是有很大的危害，假如气体处于流动性当中，破乳剂则变成危害水分子扩散的关键要素。在成膜中，伴随着水份的挥发，吸咐在聚合物—水页面上的破乳剂增加，进而促使水看中的破乳剂浓度值维持相对性稳定。
有关玻璃化变化温度。环氧树脂保湿乳液可否产生持续的天然乳胶涂膜，主要是由分散介质聚合物的玻璃化变化温度（Tg）与成膜温度决策的，聚合物的Tg对聚合物保湿乳液的最少成膜温度（MFFT）起着决策功效，而持续天然乳胶膜的产生与聚合物的MFFT息息相关。当保湿乳液在高过聚合物MFFT的温度下成膜时，天然乳胶粒形变、结合和互相外扩散可以一切正常产生，产生持续、全透明的天然乳胶涂膜；当保湿乳液在小于聚合物MFFT的温度下成膜时，天然乳胶颗粒不产生形变和结合，产生的涂膜易脆且不持续，乃至发脆成粉末状。Tg值在水性涂料的科学研究中已被普遍高度重视，有关玻璃化变化温度应当做为水性涂料成膜原理科学研究之一。
二、水性涂料的有机化学成膜原理。
水性树脂与各种各样有机化学物质化学交联反映产生三维多孔结构涂膜，使涂膜性能获得提升 。要留意的是，物理学成膜和有机化学成膜并并不是独立的、肯定分离出来的，只是经常更替重合地开展。针对水性涂料而言，因为其环氧树脂需水溶性，其含量不容易很大。做为一种纤维材料而言，水性树脂大多数具备热固性塑料，其环氧树脂中的特异性官能团或由另加偶联剂的特异性官能团中间的化学交联反映产生不溶不融的多孔结构，进而使涂膜的性能获得提升 。
另一方面水性树脂多以羧基盐或胺盐的方式发生，在其成膜干固全过程中，起先氨或胺的蒸发，在加温全过程中产生胺的化合物，也有效偶联剂来进行的。在化学交联干固的环氧树脂保湿乳液管理体系中，环氧树脂天然乳胶粒中的聚合物开链上带有一定总数的反映性官能团异构，最后涂膜的性能与保湿乳液成膜全过程中聚合物开链的外扩散速度和化学交联速度息息相关。假如化学交联速度比聚合物开链的外扩散速度快得多，化学交联反映集中化在天然乳胶颗粒物內部产生，环氧树脂天然乳胶颗粒物中间基本上沒有化学交联反映产生，造成 涂膜性能并不理想化。
从有机化学成膜视角看来，保湿乳液成膜是一种聚合物分子结构链凝聚力状况，是一个从天然乳胶颗粒物互相触碰、形变到分子结构开链互相围绕、外扩散的全过程，这一全过程与高分子材料链的原始构象、分子热运动、成膜标准和外扩散动力学模型全过程息息相关。聚合物的玻璃化变化温度、聚合物的构造、破乳剂、成膜温度、水份的挥发等对成膜全过程有巨大的危害，并决策涂膜的性能。
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