第一節 顏料體積濃度(PVC)和CPVC
1. 顏料體積濃度(PVC)
色漆品種 |
PVC,% |
酚醛磁漆 |
7~12 |
醇酸磁漆 |
3~20 |
各種底漆 |
40~55 |
各種半光漆 |
40~55 |
各種無光漆 |
45~60 |
中油度的醇酸樹脂配制有光醇酸磁漆,黑色磁漆PVC約為2-3%,綠色磁漆PVC約為8-10%,白色磁漆約為16-18%。
2. 臨界顏料體積濃度(CPVC): 樹脂恰好填滿全部空隙時的顏料體積濃度。
CPVC是漆膜性能的轉折點,見下圖2.1。
圖2.1 涂料性質在CPVC時的突變
第二節 CPVC的計算
OA為顏料的吸油量;ρ為顏料的密度。
OA為100克的顏料所能吸附的亞麻油量。
表2.1 一般涂料的PVC值
|
PVC/CPVC |
有光涂料 |
0.05~0.6 |
半光涂料 |
0.6~0.85 |
墻體涂料 |
0.95~1.15 |
第三節 涂膜的干燥與固化
涂料的成膜過程就是將涂覆到被涂物表面的涂料由液態(或粉末狀),轉化為無定形薄膜的過程。這一過程也稱作涂料的固化或涂料的干燥。
一、涂料的成膜機理
(一) 溶劑揮發型
在這類涂料的干燥成膜過程中不發生顯著的化學變化,溶劑揮發后殘留涂料組份形成涂膜。硝基漆、過氯乙烯漆都屬于這種類型,揮發過程包括下述兩個階段:
第一階段是緊接涂裝后大量自由溶劑的揮發。
第二階段是與成膜物連結比較牢固的殘余溶劑的揮發。
(二) 乳液凝聚型
乳液是指細微的樹脂粒子(直徑在0.1~1mm之間)以非均相的方式分散于連續相即介質中的涂料體系。根據連續相介質的不同,可分為水分散體和非水分散體,它的干燥就是這些樹脂微粒的凝聚成膜。這個過程與溶劑揮發同時發生,其間也沒有顯著的化學變化。
(三) 縮合反應型
由大分子量的具有線型分子鏈結構的樹脂通過縮合反應形成交聯網狀結構而固化成膜。屬于這一類型的有酚醛樹脂。氨基醇酸樹脂、脲醛樹脂等。下面以氨基醇酸烘漆為例說明其機理:
(四) 聚合交聯型
聚合交聯型涂料:靠聚合反應形成高分子化合物涂膜的涂料。特點是這種涂料施工時是低分子量的不飽和單體或其低聚物,干燥固化時發生聚合反應而形成高分子涂膜。常見的有環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯樹脂涂料。
聚合交聯型涂料又可分成下列幾種情況:
1. 樹脂與單體的自由基聚合
2. 兩種低聚合度樹脂的聚合交聯
3. 氧化聚合型
二、涂膜的干燥方式
干燥過程可分為三個階段:
1. 指觸干(表干):涂層在被涂物表面經一段時間后首先達到表干階段。其特征是用手指輕觸涂膜,涂膜不附在手指上。
2. 半硬干:表干后,溶劑揮發至基本完全,達到半硬階段。其特點是用手指輕按涂膜,在涂膜上不留有指痕。
3. 干透:涂膜達到完全干燥階段。其特征是用手指強壓涂膜不留下指紋,用手指快速劃過涂膜,不留下劃痕。
涂膜的干燥方式可分為:
1. 自然干燥
自然干燥是指將涂膜放置在大氣中常溫下干燥固化。習慣又稱自干或氣干。自然干燥僅適合于揮發型、乳液凝聚型、氧化聚合型及某些外加固化劑的聚合型涂料。
2. 加熱干燥
加熱干燥可分為烘烤干燥和強制干燥。烘烤干燥是指對烘烤型涂料的加熱干燥,即對不加熱就不能干燥的涂料的加熱干燥。對能自然干燥的涂料進行加熱以促進干燥,縮短干燥時間,則稱作強制干燥。
按烘烤溫度,加熱干燥可分為低溫(<100℃)、中溫(100~150℃)、高溫(>150℃)三段。
表2.2 加熱干燥3個溫度范圍
分段 |
溫度范圍 |
適用涂料 |
低溫 |
<100℃ |
適用于強制性干燥,即本來可以自然干燥,但為縮短時間而烘烤和涂料,如硝基漆、某些醇酸樹脂等 |
中溫 |
100~150℃ |
氨基醇酸、熱固性丙烯酸、環氧酯等 |
高溫 |
>150℃ |
電泳涂料、粉末涂料、某些有機硅樹脂涂料 |
3. 照射干燥
照射干燥分為紫外光固化和電子束固化。紫外光固化用的是波長在300~450nm之間的近紫外線,含有光敏引發劑的涂膜受照射后產生游離基引發聚合反應。