室溫固化水性涂料成膜過程變化與膜缺陷對策研究

蔣峰 徐曉虎

【摘 要】室溫固化水性涂料的成膜，有一定機理可循，在此過程中成膜變化有規律可循，其成膜過程還會受到化學、物理狀態的變化的影響，再配合相應的管理機制，對其進行調整，即可得到狀態過于良好的涂料膜層。水性涂料在成膜過程中，通過最終要求和需求，調整相應的參數即可獲取所需內容。如果成膜工作進行反推，也可以通過機理對配方進行調整，完善控制機制，通過環境的改變，實現缺陷的彌補，以此確保對成膜缺陷的高效控制。

【關鍵詞】室溫固化水性涂料;成膜;過程變化;缺陷對策

引言：

水性涂料主要以水分為主，通過分散介質，促使其形成相應的形式，當前此類水性涂料符合我國綠色環保要求，因此它也被規劃到了我國綠色材料范疇內。在應用此類材料時，規避了傳統涂料的危害性，尤其針對易燃易爆特點，所以在工程施工時，此類材料被廣泛應用。水性涂料可以滿足各類濕度溫度要求，并且整體材料的受限程度較小，適用于各種材料。針對水性涂料自身各類優勢和推廣力度，讓其使用率逐步提高。當前在市面上水性涂料可以被分為兩種，第一種是非固化型水性涂料，第二種是室溫固化類水性涂料。

一、室溫固化水性涂料成膜機理

室溫固化水性涂料成膜需要控制溫度，并且溫度應該滿足聚合物轉化需求。隨著溫度的變化，成膜過程可以被分為三個階段：首先是蒸發階段，其次是顆粒變形階段，最后是相互擴散階段。在第一階段當中，水分的蒸發需要經歷三個過程，首先是垂直干燥處理過程，再次是平推干燥處理過程，最后是有序處理干燥過程。每一個過程都需站在不同的角度進行分析，以水分流動的趨向和變化過程進行分析。水分干燥是成膜過程的重要階段，如果此時粒子流動不能均勻，那成膜的厚度就會受到影響。在后續工作中，作用力也發揮出了重要作用，通過作用力對成膜過程中涉及到的各類元素進行分析，最終形成了第二個階段。通過顆粒的不斷變化，逐步成膜。此過程是水性涂料成膜的最后步驟，所以需要相關使用人員高度重視，才可確保水性涂料能夠成膜，無論是在時間方面還是分子量方面，涂料的性能都會受到各類因素的影響。

二、室溫固化水性涂料成膜變化

（一）化學變化過程

室溫固化水性涂料由大分子雙組分材料組成，通過后續一系列反應再對其進行潛伏式處置讓其成為待反應組合的單組分材料。因此此類涂料無論是進行何種反應，最終都會成膜，并且形成三維網狀結構涂膜。

（二）物理變化過程

水性涂料的物理變化有幾大理論體系。水性涂料的成膜過程需要經歷兩個階段，一個是乳液成膜一個是乳膠粒子變形的階段。其中乳液成膜是聚合物擴散的一個過程，聚合物通過溫度變化進行轉變。結合相應理論，室溫固化水性涂料的成膜過程按照物理變化進行分析，我們可以將其分為三個階段，首先是揮發階段，其次是擴散階段，最后是成膜階段[1]。

（三）狀態變化

狀態變化首先經歷的是濕階段，是階段中含有了涂料的各類組成部分，此個階段是各類材料分散相互交聯的過程，在交聯時分子聚合物成為主體，最終將自身水分全部揮發掉。第二個階段是過度階段，過度階段當中涂層分子鏈段凝固表面發生了張力，其中內部存在的氣體導致了揮發形成了張力，最終減弱揮發力度，形成凝膠形式，從而降低擴散能力。最后是干膜階段，經過前面幾個階段，涂料的表面已經干燥，表面干燥阻隔了氣體和水分的侵入，所以擴散工作得到了限制，并且成膜過程達到了尾聲，后續通過時間直至全干為止。

三、室溫固化水性涂料成膜缺陷對策

（一）聚合物的影響對策

水性涂料需要綜合考慮乳化問題，主要站在聚合物反應可能性的角度進行分析，應用端基鈍化處理方式，對涂膜進行催化處理;后期針對擴散問題進行評價，最后結合破乳性能評價。當前綜合考慮聚合物的主要原因是解決乳化問題，降低擴散問題，以此解決固化反應破乳問題;讓其在成膜階段解決蒸發問題，最終降低缺陷問題發生的概率。當前水性涂料在制作時容易摻入氣體，為了規避此類現象，相關操作人員需要針對實際情況向其中加入適當的消泡劑，以此消除氣泡。除此之外張力問題也可以通過流平劑的加入改善此類問題，流平劑需要結合水性涂料實際情況進行選擇，當前我國應用較為廣泛的流平劑型號是EFKA-3570，此類流平劑可以形成光滑的涂層[2]。

（二）環境對策

水性涂料在施工時會受到環境變化的影響，導致其固化狀態形成不同的形式，因此在成膜時，相關操作人員需要考慮溫度變化和濕度問題，盡量選擇通風條件較好的環境進行施工，滿足其固化速度和水分需求，達到揮發狀態，逐步成膜。當前環境問題需要解決的問題如下文所述：首先是時間問題，其次是厚度問題，最后是質量問題。因此對于較差環境而言，需要適當選擇通風系統對其進行支持，加快干燥過程，達到調節溫度濕度功能。

結論：

綜上所述，室溫固化水性涂料成膜過程經歷了化學變化、物理變化和狀態變化，無論任何變化如果不能嚴格對其進行控制，都會對最終結果造成影響，所以相關操作人員需要高度重視變化參數，適當進行調整。

參考文獻：

[1]馬懿卿.室溫固化水性涂料成膜過程變化與膜缺陷對策[J].中國涂料，2020，35（08）：29-32+54.

[2]郝洪儒. 常溫固化硬質疏水涂層的制備和性能[D].青島科技大學，2018.

作者簡介：

蔣峰，1991年7月出生，男，籍貫：江蘇省江都市，漢族，現職稱：工程師，學歷：研究生，研究方向：從事水性環氧樹脂、水性環氧固化劑、水性涂料研究。