在水性涂料的配方設計過程中,溶劑的選擇會對涂料性能有很大程度的影響。溶劑在配方體系中的作用主要體現(xiàn)在兩個方面:成膜助劑、調節(jié)干速。要了解溶劑在涂料中所起到的作用,首先要分析水性漆成膜過程:
水分揮發(fā)↓
乳液粒子相互靠近↓
在成膜助劑的作用下融合聚結而成膜↓
成膜助劑緩慢揮發(fā)
事實上,水性漆的成膜過程遠比上述復雜。在水分揮發(fā)過程中就有溶劑的揮發(fā),部分低沸點溶劑會與水形成共沸物,改變整個體系的揮發(fā)速度。更有雙組份和烤漆等會在整個過程中伴隨著交聯(lián)等化學反應。
在上述試驗中,均是兩種溶劑(低沸點+高沸點)搭配使用進行對比。不難看出,其中低沸點溶劑主要影響表干時間;而高沸點溶劑則更多的影響實干時間。
一般情況下,溶劑揮發(fā)在漆膜表干之后,這正是它所能起到成膜作用的原因。如果在表干之前就在揮發(fā),那么它就會對整個體系的表干速度產(chǎn)生影響,進而明顯的影響漆膜的板面效果。
水性漆的板面效果不好——如痱子針眼等,很大的一部分原因是表干速度太快造成的;還有需要烘烤的情況下,瞬間進入高溫環(huán)境,漆膜表層干燥后內部水汽外溢造成針孔甚至大面積鼓泡。
例如,我在制備水性木器漆2K高光清漆的時候,同樣的外部環(huán)境下,用相同添加量DPM比DPnB有更好的板面效果。因為DPM增加了開放時間,使水分更好的揮發(fā)。
在制備水性金屬漆2K高光白漆的時候,80℃熱烘干燥,用相同添加量的不同溶劑制漆,板面情況為:BCS>DPM>DPnB>Texanol。
在制備水性金屬烤漆的時候,140℃烘烤干燥,用BCS極易產(chǎn)生爆泡、針眼等,則需要提高溶劑的沸點,使用更高沸點的溶劑搭配效果更好。
另外,溶劑還會影響水性漆的流變狀態(tài),不同溶劑的添加會使漆液有不同的粘度以及觸變性等特點。
有些溶劑還可能會使漆液更易穩(wěn)泡。
以上這些,都是我們配方工作者在設計配方時應該注意和權衡的。