涂料的固化机理有哪些?

涂料的黏结力和内聚力
一般来说 , 低极性、高内聚力的物质(例如聚乙烯)有很好的机械性质 , 但黏结力很差 。这种物质由于不能黏附在基质上 , 作为涂料是没有价值的;而内聚物质又常常很难溶解 , 有低度的内聚就有低度薄膜强度及薄膜完整性 。例如 , 高胶黏性的压敏黏合剂事实上可以黏附于任何基质 , 但都不能给塑料带提供任何保护作用 。这种黏附膜对摩擦没有任何抵抗力 , 不具有硬度和张力强度 , 没有溶剂抵抗力和冲击抵抗力 , 而且对气体是可渗透的 。所有这些性质都是由于它是低内聚力物质所致 , 因此也不可能用作涂料 。
涂料的固化机理有哪些?
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内聚力是“向内的”力 , 黏合力则是“向外的”力 。具有高度“内向”力的物质就不再有更多的黏合力 。这个问题尽管十分简单 , 但却集中了涂料化学家们的主要研究精力 。另一个相关的问题是收缩 , 当溶剂和水蒸发时 , 高分子薄膜必须收缩 , 当不饱和聚酯或环氧树脂涂料应用时要发生聚合 , 也就是固化 。高分子固化时伴随着收缩 , 收缩引起了张力 , 破坏了黏合 , 造成薄膜从基质上剥离 。假如黏合力很强 , 它就能收缩平衡 。颜料和其他填充剂 , 特别是无机化合物也有相同的作用 。如果薄膜有一定的伸缩性 , 即使内聚力较小 , 收缩也少 , 例如 , 环氧树脂的黏结力强 , 收缩很少;而不饱和聚酯的收缩则较多 。
涂膜的固化机理
涂料的固化机理有三种类型 , 一种是物理机理 , 其余两种是化学机理 , 分述如下 。
物理机理干燥
只靠涂料中液体(溶剂或分散相)蒸发而得到干硬涂膜的干燥过程称为物理机理干燥 。高聚物在制成涂料时已经具有较大的相对分子质量 , 失去溶剂后就变硬而不黏 , 在干燥过程中 , 高聚物不发生化学反应 。
涂料与空气中的氧反应
氧与干性植物油或其他不饱和化合物交联固化 , 产生游离基引起聚合反应 , 水分也能和异氣酸酯发生缩聚反应 , 这两种反应都能得到交联的涂膜 , 所以在贮存期间 , 涂料罐必须密封良好、与空气隔绝 。属于这个机理的涂料有油脂漆和醇酸树脂漆等 。
涂料组分间的反应使其交联固化
涂料在贮存期间必须保持化学上稳定 , 固化反应必须要求发生在涂料施工以后进行 。为了达到这个目的 , 可以有两种方法 。第一种方法是采用将相互能发生反应的组分分罐包装 , 在使用时现用现配 , 但有时这种方法在施工时比较麻烦 。因此也有用溶剂将两种组分充分稀释 , 使其相互间的反应进行得十分缓慢 , 而当涂料施工后 , 溶剂挥发而使反应性组分的浓度提高 , 反应才能很快进行 , 当然这种涂料贮存期是不会很长的 。另一种方法是选用在常温下互不发生反应 , 而只有在高温下或受辐射时才发生反应的组分 。不论用哪种方法 , 这种交联型涂料的反应性组分一般是黏性的、相对分子质量较小的聚合物或简易化合物"它们只有在施工后发生交联反应才能变为硬干的涂膜 。属于这种机理的涂料有以氨基树脂交联的热固性醇酸树脂、聚酯和丙烯酸涂料等 。
【涂料的固化机理有哪些?】涂料配方的基本知识
在涂料制造过程中 , 首先要正确选择合适的组分 , 使每种组分本身的性能均能满足涂料的使用要求 , 然后要拟定各组分的相对比例 , 这就是配方设计的内容 。着手进行配方设计时 , 一般将釆取三个步骤:
①先根据涂料的使用要求选定基料树脂和颜料;