所謂干燥,就是漆膜涂布后從流體態轉變為固體態的過程。水性漆和油性漆的最大區別之一就是干燥過程的不同,不同的干燥過程也很大程度影響了水性漆的干燥速度。無論是水性漆還是油性漆,干燥過程主要是分散介質(水、溶劑)的揮發。對于油性漆而言,揮發速率受環境溫濕度的影響不太大,且通過調整快/慢干溶劑很容易達到調節干燥速度的目的;而水性漆則受環境溫濕度影響非常大,且分散介質以水為主,調整起來要相對困難。因此,水性漆的干燥速度更要考慮多個方面的影響因素。
一
干燥環境干燥環境是水性漆干燥最為重要的影響因素。溫度越高、濕度越低,水性漆的干燥速度越快。
就好比夏天晾衣服很快就可以干透,而冬天晾衣服往往要很久才能晾干。同樣的道理,水性漆在較高的溫度下水分會快速揮發掉,而低溫環境下會干燥很慢。
濕度對水性漆干燥速度的影響也是不言而喻的。空氣中水汽含量越高,水性漆中的水分越難揮發到空氣中。北方氣候干燥,南方濕度相對較高,所以同樣溫度條件下,北方應用水性漆干燥速度會快一些。
溫度和濕度也是相互關聯的,空氣溫度越高,它容納水蒸氣的能力也就越高。1m³空氣在10℃下可以吸收9.41g水分,30℃下可以吸收30.38g水分。因此,溫度較低的情況下,更容易達到濕度極限。
當相對空氣濕度達到85%或以上時,空氣中的濕度幾乎處于飽和狀態,在這種環境下,水性漆漆膜中的水分幾乎就不揮發了。
二
漆膜表面空氣的流動速率在有風的環境中,漆膜能更快干燥。簡單的理解是,風可以將漆膜周圍揮發出來的水分子帶走,從而給后面待揮發的水分騰出空間。這和我們生活中的常識一致,例如有風的環境晾曬衣服,吹風機吹頭發等。
常用的干燥輔助設備大多有排風功能,但過快的空氣流動對漆膜也有不利的影響,特別是針對較厚的漆膜,有可能出現開裂或是結皮的現象。因此在利用空氣流動來加速漆膜干燥的時候,更多的是建議“排風(或抽風)”,而非“吹風”。
三
漆膜厚度漆膜厚度對干燥速度的影響是顯而易見的。厚度增加不僅導致需要揮發的水分增多,上層漆膜也會影響下層水汽通過,導致表干時間非線性增加。
另外,漆膜厚度增加也會增加開裂、流掛、縮邊等許多漆膜弊病的風險。所以對于厚度要求較高的漆膜,薄涂多道是有一定道理的。
對于水性醇酸樹脂漆而言,如果一次涂覆過厚,漆膜表面干燥后,表面致密的漆膜會將漆膜內部的水分和助溶劑封在里面,變成了“增塑劑”,使漆膜永遠軟,嚴重影響性能。
四
溶劑水性漆一般并非全無溶劑,一般會含有5-10%左右的溶劑,相對于油性漆和水溶性漆要少得多。
溶劑在水性漆中的作用一般有助溶、助成膜、防凍等作用。溶劑與水有不同的沸點和揮發速率,所以也會影響水性漆的干性。
如乙醇沸點是78℃,分子量很小是46,所以極易在揮發的時候帶走水分,所以乙醇添加的時候往往作為快干助劑。
成膜助劑一般以高沸點的醇醚類,12碳醇酯為主,往往沸點越高干燥速度越慢,水溶性越差,成膜效果越好。另外,成膜助劑一般不會太大的影響水分揮發,所以成膜助劑更多的是影響實干。且沸點越高,表干速度越慢(特別是醇醚類溶劑),實干速度越慢,硬度建立也更慢。
在有助溶劑存在的水性體系里,還需要考慮‘臨界相對濕度CRH”,在臨界相對濕度以下,水分揮發更快,漆膜中助溶劑濃度會增高;在臨界相對濕度以上,助溶劑揮發更快,漆膜中水的濃度會增高。漆膜中水與助溶劑濃度的改變,也會影響到漆膜的干性和成膜性能,也是需要我們注意的。
五
固含、顏填料水性漆是以水為分散介質的涂料,水及溶劑等在漆膜干燥的過程中會離開漆膜,剩余的部分形成漆膜,即固含部分。
在其他條件不變的情況下,如果提升漆液的固含,漆膜的干燥速度也會提高,這顯而易見。另一方面,提升固含也有利于提升漆膜的豐滿度,降低施工遍數。
但現實情況是,市場一味的要求低價,涂料企業不得不降低固含,多加水及增稠劑來降低成本,于是包括干燥速度在內的很多性能就被無形中降低了。
增加顏填料也是增加固含的一種方式,另外顏填料可以吸附一定量的水分,使漆膜更快表干。
六
助劑常用的助劑添加量小,對表干影響不大。如潤濕劑、消泡劑、流平劑、殺菌劑等都不太會影響漆膜的干燥。但也有部分助劑會產生一定的影響,如增稠劑。
纖維素是非常親水的大分子,很多領域用來保水增稠,因此纖維素對水性涂料的干燥肯定有延緩作用。所幸纖維素在水性工業漆中的應用不多。
堿溶漲增稠劑可以通過主鏈吸附水分提高粘度,對于涂料的干燥速度也會有一定的影響。
另外,如纖維素、堿溶漲增稠劑等增稠后漆液表現為明顯的假塑性,流動性降低,導致漆膜上下微觀流動降低,也不利于表干。相對而言,聚氨酯增稠劑就有些許的優勢了。
七
樹脂本身樹脂本身的性能差異也是影響干燥速度的重要因素之一。
簡單歸納來講:
a.相同成膜助劑添加量的情況下,高Tg樹脂干燥速度更快。但高Tg樹脂需要添加更多的成膜助劑保證成膜,就另當別論了。
b.其他條件相同,小粒徑的樹脂干燥更快。一是小粒徑樹脂通常流動性更好,促進水分揮發;二是小粒徑樹脂平均分子間距更小,更容易相互接觸成膜。
c.單組份的一般比雙組份干燥更快;雙組份乳液型一般比分散體型干燥更快。
d. 乳液型的干性一般要快于樹脂型的,比如丙烯酸乳液的干性要遠遠優于水性醇酸樹脂。
總結從上面可以看到,水性漆干燥速度的影響因素方方面面。從原材料選擇到配方設計,從助劑使用到施工應用,都有很大的關系。
但是水性漆絕對不是干燥越快越好,我們的最終目的是得到完美的漆膜。水性漆干燥過快可能會產生很多弊病,如開裂、橘皮、成膜不良、附著力下降、痱子、發朦等。在滿足漆膜性能的同時,兼顧生產效率才是最重要的。
免責聲明:此文內容為本網站轉載企業宣傳資訊,僅代表作者個人觀點,與本網無關。文中內容僅供讀者參考,并請自行核實相關內容。如用戶將之作為消費行為參考,本網敬告用戶需審慎決定。本網不承擔任何經濟和法律責任。