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水性漆干燥速度的影响因素

2021-08-18 来源:来宾农业机械网

水性漆干燥速度的影响因素

所谓干燥,就是漆膜涂布后从流体态转变为固体态的过程。

水性漆和油性漆的最大区别之一就是干燥过程的不同,不同的干燥过程也很大程度影响了水性漆的干燥速度。

无论是水性漆还是油性漆,干燥过程主要是分散介质(水、溶剂)的挥发中国机械网okmao.com。

对于油性漆而言,挥发速率受环境温湿度影响不大,且通过调整快/慢干溶剂很容易达到调节干燥速度的目的;而水性漆则受环境温湿度影响很大,且分散介质以水为主,调整起来要相对困难。

因此,水性漆的干燥速度更要考虑多个方面的影响因素。

一 干燥环境

干燥环境是水性漆干燥最为重要的影响因素。温度越高、湿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。同样的道理,水性漆在较高的温度下水分会快速挥发掉,而低温环境下会干燥很慢。

湿度对水性漆干燥速度的影响也是不言而喻的。空气中水汽含量越高,水性漆中的水分越难挥发到空气中。北方气候干燥,南方湿度相对较高,所以同样温度条件下,北方应用水性漆干燥速度会快一些。

温度和湿度也是相互关联的,空气温度越高,它容纳水蒸气的能力也就越高。1m3空气在10℃下可以吸收9.41g水分,30℃下可以吸收30.38g水分。因此,温度较低的情况下,更容易达到湿度极限。

二 漆膜表面空气的流动速率

在有风的环境中,漆膜能更快干燥。简单的理解是,风可以将漆膜周围挥发出来的水分子带走,从而给后面待挥发的水分腾出空间。这和我们生活中的常识一致,例如有风的环境晾晒衣服,吹风机吹头发等。

常用的干燥辅助设备大多有排风功能,但过快的空气流动对漆膜也有不利的影响,特别是针对较厚的漆膜,有可能出现开裂或是结皮的现象。因此在利用空气流动来加速漆膜干燥的时候,更多的是建议“排风”,而非“吹风”。

三 漆膜厚度

漆膜厚度对干燥速度的影响是显而易见的。厚度增加不仅导致需要挥发的水分增多,上层漆膜也会影响下层水汽通过,导致表干时间非线性增加。

另外,漆膜厚度增加也会增加开裂、流挂、缩边等许多漆膜弊病的风险。所以对于厚度要求较高的漆膜,薄涂多道是有一定道理的。

四 溶剂

水性漆一般并非全无溶剂,一般会含有5-10%左右的溶剂,相对于油性漆和水溶性漆要少的多。

溶剂在水性漆中的作用一般有助溶、助成膜、防冻等作用。溶剂与水有不同的沸点和挥发速率,所以也会影响水性漆的干性。

如乙醇沸点是78℃,分子量很小是46,所以极易在挥发的时候带走水分,所以乙醇添加的时候往往作为快干助剂。

成膜助剂一般以高沸点的醇醚类溶剂为主,往往沸点越高干燥速度越慢,水溶性越差,成膜效果越好。另外,成膜助剂一般不会太大的影响水分挥发,所以成膜助剂更多的是影响实干。且沸点越高,实干速度越慢,硬度建立也更慢。

五 固含、颜填料

水性漆是以水为分散介质的涂料,水及溶剂等在漆膜干燥的过程中会离开漆膜,剩余的部分形成漆膜,即固含部分。

在其他条件不变的情况下,如果提升漆液的固含,漆膜的干燥速度也会提高,这显而易见。另一方面,提升固含也有利于提升漆膜的丰满度,降低施工遍数。

但现实情况是,市场一味的要求低价,涂料企业不得不降低固含,多加水及增稠剂来降低成本,于是包括干燥速度在内的很多性能就被无形中降低了。

增加颜填料也是增加固含的一种方式,另外颜填料可以吸附一定量的水分,使漆膜更快表干。

六 助剂

常用的助剂添加量小,对表干影响不大。如润湿剂、消泡剂、流平剂、杀菌剂等都不太会影响漆膜的干燥。但也有部分助剂会产生一定的影响,如增稠剂。

纤维素是非常亲水的大分子,很多领域用来保水增稠,因此纤维素对水性涂料的干燥肯定有延缓作用。所幸纤维素在水性工业漆中的应用不多。

碱溶涨增稠剂可以通过主链吸附水分提高粘度,对于涂料的干燥速度也会有一定的影响。

另外,如纤维素、碱溶涨增稠剂等增稠后漆液表现为明显的假塑性,流动性降低,导致漆膜上下微观流动降低,也不利于表干。相对而言,聚氨酯增稠剂就有些许的优势了。

七 树脂本身

树脂本身的性能差异也是影响干燥速度的重要因素之一。

简单归纳来讲:

a.相同成膜助剂添加量的情况下,高Tg树脂干燥速度更快。但高Tg树脂需要添加更多的成膜助剂保证成膜,就另当别论了。

b.其他条件相同,小粒径的树脂干燥更快。一是小粒径树脂通常流动性更好,促进水分挥发;二是小粒径树脂平均分子间距更小,更容易相互接触成膜。

c.单组份的一般比双组份干燥更快;双组份乳液型一般比分散体型干燥更快。

总结

从上面可以看到,水性漆干燥速度的影响因素方方面面。从原材料选择到配方设计,从助剂使用到施工应用,都有很大的关系。

但是水性漆绝对不是干燥越快越好,我们的最终目的是得到完美的漆膜。水性漆干燥过快可能会产生很多弊病,如开裂、橘皮、成膜不良、附着力下降、痱子、发朦等。在满足漆膜性能的同时,兼顾生产效率才是最重要的。