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混合溶剂的组成是怎样的?

 昵称57420774 2018-07-03

涂料的组成可以分为挥发份及不挥发份(即成膜物质)两个部分。在挥发份中包括真溶剂、助溶剂及稀释剂。挥发份的组成配方应遵循涂料粘度、溶剂挥发率、溶剂平衡原则进行调整。


1、涂料的粘度


混合溶剂的挥发率影响漆膜干燥的快慢,但它对漆膜外观也起着极大的影响。硝酸纤维素漆、丙烯酸酯漆的施工工艺以喷涂为主,漆自离开枪口分散成雾状小粒洒落到物件表面的过程中溶剂已开始挥发,如果混合溶剂的挥发率太快的话,那么落到物件表面以前溶剂可能已挥发掉30%以上,落到物件表面上的小粒的粘度就大大提高,流动性大大下降,严重地影响漆膜的流平性,从而产生漆膜不平滑即所谓桔皮现象。为了得到较光洁平整的漆膜,就不能片面地追求快干,而要有一定比例的慢挥发溶剂以保证流平性。


喷涂过程中常常碰到所谓发白的现象,这层白膜是由于水分与漆混合造成的。当水分不能全溶于挥发份时就与成膜物构成一层白色的乳状体。水分逐步挥发,如乳状体被残留的溶剂所溶解则白色漆膜层消失。但如果溶剂不足以消除白膜,则漆膜的连续相破坏,导致树脂析出,出现发白现象。水分的来源,一方面是由于原料中含水量过高或是挥发分含有如乙醇、丙酮等易吸水原料,另一主要原因就是挥发率的影响。溶剂的挥发是一个吸热反应,快速的挥发使喷漆的雾粒及物件的表面上被带走很多热量。一般使用快挥发溶剂时,可使喷涂物件表面温度下降15~20℃,这就足够使周围空气中的水分凝结于物件表面与漆膜相遇。所以,每当气候湿热空气中水分含量高时,发白现象常格外严重。因此应适当地控制挥发性组分的挥发率,减少表面降温水分凝结。即使稍有发白现象出现,又可在挥发后期用存留的溶剂重新溶解,以消除白膜。


因此,从挥发速率方面来考虑,在喷漆及流平的初阶段,挥发过快对质量产生不良影响,如桔皮、麻点、发白等缺陷往往由此产生。在后阶段中,有一些慢挥发性溶剂在漆膜中还可以改善一些发白现象及提高光泽。但最终阶段漆膜中若仍存留少量挥发份,则将引起漆膜发软、发粘等不良现象,为避免这种现象发生要控制高沸点溶剂的用量,使其不残留在漆膜中。


2、溶剂平衡原理


混合溶剂由真溶剂、助溶剂及稀释剂3种组份组成,这3种组份中又有快挥发、中挥发、慢挥发之别。所以当一种混合溶剂配成之后,由于这些原料的挥发率不一样,总是挥发快的原料首先逸出,所以,自漆雾喷出后溶剂的成份即开始变化,怎样的变化才是最理想,须根据以下原则进行平衡。


①溶剂的挥发应均衡


混合溶剂的蒸馏曲线应成平缓上升的形状,否则将引起多种漆膜表面的缺陷,甚至使漆膜产生应力而影响漆膜寿命。因此,在配方中应考虑不同组份的挥发速率,快、中、慢的组份用量要平稳,例如配方中快挥发溶剂及慢挥发溶剂的使用量都较大,而没有适量中挥发溶剂加以平衡的话,那么其蒸馏曲线必将是前阶段直线上升,然后突然转折形成一个钝角改为低斜率上升,这样的溶剂配方缺点较大。


②真溶剂、助溶剂与稀释剂的比例应平衡


真溶剂、助溶剂及稀释剂的比例对漆的粘度影响很大,较高含量的稀释剂或过高含量的助溶剂都会明显地提高漆的粘度。在挥发过程中,随着不挥发份含量逐步增加,漆的粘度增大,假如此时真溶剂大量挥发则稀释剂的比例相对地增高,就会促使漆的粘度突然变稠而丧失流动性,引起气泡、桔皮等漆膜缺陷,另外,溶剂的主要作用在于干燥成膜之前保持全部不挥发份处于溶液状态,不使其中任一组份不溶析出,否则造成漆膜连续相破坏以及表面粗糙失光等现象。为了防止干燥过程中出现沉析现象,必须根据不挥发份的性质对溶剂的组份加以很好地平衡,既要节约真溶剂,又不能过量使用稀释剂。在考虑配方时不仅要有足够的真溶剂,还必须根据不同挥发速率加以平衡,以达到残余在漆膜中的溶剂能保持不低于原来的溶剂比例。


混合溶剂的配方处理


为了保证漆的贮存性能,制漆时所用混合溶剂的质量要高于施工冲稀时用的混合溶剂。由于成品漆中的混合溶剂有较大的溶解力,所以冲稀用的混合溶剂中可含有较多的稀释剂,其溶解力可在漆中的多余溶剂中得到补偿。确定漆中混合溶剂配方时,按不挥发份的情况,参考资源及成本,先决定稀释剂的品种及数量。对于硝酸纤维素漆来说,芳烃是非溶剂,苯的毒性较大,并且挥发太快,除特殊品种外很少使用。二甲苯挥发太慢,与一般溶剂不易平衡,所以也不多用。石油溶剂毒性较小,但其稀释比值太小,一般也不采用。甲苯作为稀释剂,在挥发率、稀释比值、价格等多方面都较理想,最为常用,其用量在考虑漆的质量及成本之后,最好在40%~60%。稀释剂决定之后,再考虑真溶剂与助溶剂的比例。相同碳原子数的醇比酯的挥发速率要慢1~2倍以上,而助溶剂离开了真溶剂也就丧失了溶解力,所以助溶剂的用量高于真溶剂是行不通的,因此,配方中助溶剂与真溶剂用量之比,常在1:1.5~1:2之间。另外,还要考虑快挥发与慢挥发助剂之间的比例。类似醋酸丁酯的挥发速率可以获得较理想的漆膜,溶剂中这类慢挥发的溶剂应不少于一半,最好能达60%~80%。

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