室温固化水性涂料成膜过程变化与膜缺陷对策研究

蒋峰 徐晓虎

【摘 要】室温固化水性涂料的成膜，有一定机理可循，在此过程中成膜变化有规律可循，其成膜过程还会受到化学、物理状态的变化的影响，再配合相应的管理机制，对其进行调整，即可得到状态过于良好的涂料膜层。水性涂料在成膜过程中，通过最终要求和需求，调整相应的参数即可获取所需内容。如果成膜工作进行反推，也可以通过机理对配方进行调整，完善控制机制，通过环境的改变，实现缺陷的弥补，以此确保对成膜缺陷的高效控制。

【关键词】室温固化水性涂料;成膜;过程变化;缺陷对策

引言：

水性涂料主要以水分为主，通过分散介质，促使其形成相应的形式，当前此类水性涂料符合我国绿色环保要求，因此它也被规划到了我国绿色材料范畴内。在应用此类材料时，规避了传统涂料的危害性，尤其针对易燃易爆特点，所以在工程施工时，此类材料被广泛应用。水性涂料可以满足各类湿度温度要求，并且整体材料的受限程度较小，适用于各种材料。针对水性涂料自身各类优势和推广力度，让其使用率逐步提高。当前在市面上水性涂料可以被分为两种，第一种是非固化型水性涂料，第二种是室温固化类水性涂料。

一、室温固化水性涂料成膜机理

室温固化水性涂料成膜需要控制温度，并且温度应该满足聚合物转化需求。随着温度的变化，成膜过程可以被分为三个阶段：首先是蒸发阶段，其次是颗粒变形阶段，最后是相互扩散阶段。在第一阶段当中，水分的蒸发需要经历三个过程，首先是垂直干燥处理过程，再次是平推干燥处理过程，最后是有序处理干燥过程。每一个过程都需站在不同的角度进行分析，以水分流动的趋向和变化过程进行分析。水分干燥是成膜过程的重要阶段，如果此时粒子流动不能均匀，那成膜的厚度就会受到影响。在后续工作中，作用力也发挥出了重要作用，通过作用力对成膜过程中涉及到的各类元素进行分析，最终形成了第二个阶段。通过颗粒的不断变化，逐步成膜。此过程是水性涂料成膜的最后步骤，所以需要相关使用人员高度重视，才可确保水性涂料能够成膜，无论是在时间方面还是分子量方面，涂料的性能都会受到各类因素的影响。

二、室温固化水性涂料成膜变化

（一）化学变化过程

室温固化水性涂料由大分子双组分材料组成，通过后续一系列反应再对其进行潜伏式处置让其成为待反应组合的单组分材料。因此此类涂料无论是进行何种反应，最終都会成膜，并且形成三维网状结构涂膜。

（二）物理变化过程

水性涂料的物理变化有几大理论体系。水性涂料的成膜过程需要经历两个阶段，一个是乳液成膜一个是乳胶粒子变形的阶段。其中乳液成膜是聚合物扩散的一个过程，聚合物通过温度变化进行转变。结合相应理论，室温固化水性涂料的成膜过程按照物理变化进行分析，我们可以将其分为三个阶段，首先是挥发阶段，其次是扩散阶段，最后是成膜阶段[1]。

（三）状态变化

状态变化首先经历的是湿阶段，是阶段中含有了涂料的各类组成部分，此个阶段是各类材料分散相互交联的过程，在交联时分子聚合物成为主体，最终将自身水分全部挥发掉。第二个阶段是过度阶段，过度阶段当中涂层分子链段凝固表面发生了张力，其中内部存在的气体导致了挥发形成了张力，最终减弱挥发力度，形成凝胶形式，从而降低扩散能力。最后是干膜阶段，经过前面几个阶段，涂料的表面已经干燥，表面干燥阻隔了气体和水分的侵入，所以扩散工作得到了限制，并且成膜过程达到了尾声，后续通过时间直至全干为止。

三、室温固化水性涂料成膜缺陷对策

（一）聚合物的影响对策

水性涂料需要综合考虑乳化问题，主要站在聚合物反应可能性的角度进行分析，应用端基钝化处理方式，对涂膜进行催化处理;后期针对扩散问题进行评价，最后结合破乳性能评价。当前综合考虑聚合物的主要原因是解决乳化问题，降低扩散问题，以此解决固化反应破乳问题;让其在成膜阶段解决蒸发问题，最终降低缺陷问题发生的概率。当前水性涂料在制作时容易掺入气体，为了规避此类现象，相关操作人员需要针对实际情况向其中加入适当的消泡剂，以此消除气泡。除此之外张力问题也可以通过流平剂的加入改善此类问题，流平剂需要结合水性涂料实际情况进行选择，当前我国应用较为广泛的流平剂型号是EFKA-3570，此类流平剂可以形成光滑的涂层[2]。

（二）环境对策

水性涂料在施工时会受到环境变化的影响，导致其固化状态形成不同的形式，因此在成膜时，相关操作人员需要考虑温度变化和湿度问题，尽量选择通风条件较好的环境进行施工，满足其固化速度和水分需求，达到挥发状态，逐步成膜。当前环境问题需要解决的问题如下文所述：首先是时间问题，其次是厚度问题，最后是质量问题。因此对于较差环境而言，需要适当选择通风系统对其进行支持，加快干燥过程，达到调节温度湿度功能。

结论：

综上所述，室温固化水性涂料成膜过程经历了化学变化、物理变化和状态变化，无论任何变化如果不能严格对其进行控制，都会对最终结果造成影响，所以相关操作人员需要高度重视变化参数，适当进行调整。

参考文献：

[1]马懿卿.室温固化水性涂料成膜过程变化与膜缺陷对策[J].中国涂料，2020，35（08）：29-32+54.

[2]郝洪儒. 常温固化硬质疏水涂层的制备和性能[D].青岛科技大学，2018.

作者简介：

蒋峰，1991年7月出生，男，籍贯：江苏省江都市，汉族，现职称：工程师，学历：研究生，研究方向：从事水性环氧树脂、水性环氧固化剂、水性涂料研究。