聚氨酯

涂料涂膜漆膜的形成过程及原理学习

发布时间:2024/8/14 13:43:19   
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用涂料的目的在于在基材表面形成一层坚韧的薄膜。一般说来,涂料首先是一种流动的液体,在涂布完成之后才形成固体薄膜,因此是一个玻璃化温度不断升高的过程。成膜方式主要有下列几种。

2.5.1溶剂挥发和热熔的成膜方式

二般聚合物只在较高的相对分子质量下才表现出较好的物理性质,但相对分子质量高,玻璃化温度也高,为了使它们可以涂布,必须用足够的溶剂将体系的玻璃化温度降低,使(T-7的数值大到足够使溶液可以流动和涂布。当溶液黏度在室温下接近0.1Pa?s时,可以用于喷涂。在涂布以后溶剂挥发,于是形成固体薄膜,这便是一般可塑性涂料的成膜形式。为了使漆膜平整光滑,需要选择好溶剂。如果溶剂挥发太快,浓度很快升高,表面的涂料可因黏度过高而失去流动性,结果漆膜不平整;另外,择发太快,由于溶剂蒸发时失热过多,表面温度有可能降至罗点,会使水凝结在膜中,导致漆膜失去透明性而发白或使漆膜强度下降;溶剂不同会影响漆膜中聚合物分子的形态。如前所述,在不良溶剂中的聚合物分子是卷曲成团的,而在良溶剂中的聚合物分子则是舒展松弛的。溶剂不同,最后形成的漆膜的微观结构也有很大差异,如图2.9所示,前者分子之间较少缠绕而后者是紧密缠绕的,前者往往有高得多的强度。

2.5.2化学成膜方式

化学成膜是指先将可溶的(或可烙的)低相对分子质量的聚合物涂覆在基材表面以后,在加温或其他系件下,分于间发生反应或发生交联使平均相对分子质量进_步增加而成坚韧的薄膜的过程。这种成膜方式是热固性涂料包括光固化涂料、粉末涂料、电冰漆等的共同成膜方式。其中,千性油和醇酸材脂通过和氧气的作用成膜,氦基树脂与含羟基的醇酸树脂、聚酯和丙烯酸树脂通过酥交换反应成膜,环氧树脂与多元胺交联成膜,多异瓴酸酯与含羟基低聚物间反应生成聚纸酯成膜以及光固化涂料通过自由基聚合或阳离子聚合成膜等等,这业内容将在以后的章节中逐个讨论。需要指出的是在发生化学反应之前或同时,一般也包含一个溶剂挥发的过程。

2.5.3乳胶的成膜

在讨论乳胶成膜之前要明确区分一下乳胶与乳液的不同:乳胶是固体徽粒分散在连续相水中,而乳液则是液体分散在水中。一般乳胶是通过乳液果合制备的。乳胶的特点是其黏度和聚合物的相对分子质量无关,因此当固含量高达50%以上时,即使相对分子质量很高也有较低的黏度。乳胶在涂布以后,随着水分的蒸发,胶粒互相靠近,最后可形成透明的、坚韧的、连续的薄膜,但是也有的乳胶干燥后只得到粉末而得不到坚韧的薄膜。乳胶是否能成膜和乳胶本身的性质特别是它的玻璃化温度有关,也和干燥的条件有关。

2.5.4聚氨酯水分散体的成膜

聚氨酯水分散体是聚氨酯聚合物分散于水中形成的分散体,它的结构类似乳胶,但它不是由乳液聚合制备的,一般称之为聚氨酯分散体。聚氨酯水分散体的成膜过程也是聚合物粒子凝聚成膜的过程,与乳胶成膜过程相同。有时可以不加助成膜剂,其原因在于氨基甲酸酯键与水能以强氢键键合,分散体粒子吸附大量水,水便成为助成膜剂,使玻璃化温度降低,因此尽管聚氨酯的Tg较高,但仍可在无助成膜溶剂存在下室温成膜。



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