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① 低粘度,調(diào)節(jié)流變性
聚合物溶液的粘度與溶劑性質(zhì)有關(guān)。以前已經(jīng)提到過,由于涂料是一種濃度較高的溶液,聚合物在良溶劑里的溶液比同濃度的不良溶劑的溶液粘度要低。粘度的大小和氫鍵關(guān)系很大,含有大量羥基和羧基的低聚物溶液,由于相互間的氫鍵作用,粘度可以很高,但加一些像環(huán)己酮這樣的溶劑,可使粘度降低很多。下式表示羧酸自身及在酮類溶劑中氫鍵的情況:
因?yàn)橥菤滏I受體,而不是氫鍵給體,可以破壞由于分子間的氫鍵而形成的“網(wǎng)狀”結(jié)構(gòu),從而大大降低粘度。聚氨酯中由于氫鍵的作用,很容易形成膠凍,加入酮類溶劑可使其恢復(fù)流動(dòng)。當(dāng)含羧基的低聚物的溶解度參數(shù)和溶劑的溶解度參數(shù)接近時(shí),溶液的粘度有時(shí)反而較兩者有一定差距的高,當(dāng)然,溶解度參數(shù)差別較大時(shí),粘度又會(huì)上升,其機(jī)理也可用上述氫鍵的情況說明。
溶劑對(duì)漆料溶解能力,也就是降低粘度的能力,一般以溶劑指數(shù)表示。溶劑指數(shù)=用標(biāo)準(zhǔn)溶劑調(diào)稀的涂料粘度/用被測溶劑調(diào)稀的涂料粘度
標(biāo)準(zhǔn)溶劑和被測溶劑是在等重條件下比較的,溶劑指數(shù)大于1,表示被測溶劑溶解能力強(qiáng)。另外,溶劑也可明顯影響涂料的表面張力,因而對(duì)涂布性能產(chǎn)生很大的影響。
② 控制涂料的電阻
靜電涂裝法以被涂物為陽極,涂料霧化器為陰極,使兩極間產(chǎn)生高壓靜電場,并在陰極產(chǎn)生電暈放電,使噴出的漆滴帶電各和進(jìn)一步霧化,使沿電力線方向高效地吸附到被涂物上,完成涂裝工作。靜電涂裝對(duì)涂料的電性能有一定的要求,為達(dá)到最好的效果。涂料的電阻可用溶劑來調(diào)整,在高電阻涂料中添加電阻低的極性溶劑,電阻值低的涂料中添加非極性溶劑。
③ 作為聚合反應(yīng)溶劑,用來控制聚合物的分子量及分布在制備高固體涂料的聚合物時(shí),利用有合適的沸點(diǎn)和鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)的溶劑作為聚合物介質(zhì),可得到滿意的分子量和分子量分布。例如,可用二甲苯、苯甲醇、甲基戊基酮、乙酸丙酯和庚酯等溶劑作為聚合溶劑,以制備分子量低而分布窄的丙烯酸酯聚合物。
④ 改進(jìn)涂料涂布和漆膜性能
通過控制溶劑的揮發(fā)速度,特別是混合溶劑中不同溶劑揮發(fā)速度的調(diào)節(jié),可以改進(jìn)涂料的流動(dòng)性,提高漆膜的光澤。選用合適的溶劑,可以改進(jìn)對(duì)基材的潤濕而增加漆膜的附著力等。
涂料中的溶劑揮發(fā)情況對(duì)漆膜性能影響很大。溶劑從涂料中揮發(fā)分兩個(gè)階段。第一階段是濕的階段,溶劑的揮發(fā)主要決定于溶劑本身的揮發(fā)度,隨著溶劑的揮發(fā),涂層的粘度愈來愈大。第二階段是干的階段,溶劑的揮發(fā)主要由溶劑在涂層中擴(kuò)散速度所決定,它和漆膜中的聚合物的Tg,溶劑分子的大小與形狀有關(guān),但不與溶劑的揮發(fā)性與溶解性相平行。例如,醋酸正丁酯和醋酸異丁酯的揮發(fā)性在兩個(gè)階段的秩序是相反的,第一階段異丁酯揮發(fā)較快,而第二階段是正丁酯較快。第二階段溶劑揮發(fā)速度極慢,少量溶劑可能長期存在于漆膜之中。在干的階段,用真空干燥無效,因此時(shí)擴(kuò)散與大氣壓、蒸汽壓等無關(guān)。在濕和干的階段之間有一過渡階段。
溶劑選擇不好,可引起各種弊病。如揮發(fā)太快,流平性不好,還易使漆膜發(fā)白與起氣泡等。發(fā)白的原因是溶劑揮發(fā)太快,涂裝時(shí)涂料表面迅速冷卻,使周圍達(dá)到露點(diǎn)溫度以下,水氣凝結(jié)成小滴滲入漆膜中,表面成半透明的白色,待最后水分揮發(fā)后,留下了很小的空隙,由于散射,漆膜沒有光澤。氣泡是因?yàn)閾]發(fā)速度太快,表面很快固化,底層溶劑不能逸出,在進(jìn)入烘箱時(shí),殘留的溶劑從底層擠出表面,于是形成氣泡。另外,良溶液與不良溶液對(duì)漆膜結(jié)構(gòu)和對(duì)顏料分散穩(wěn)定性都有非常重要的影響,需要妥善選擇。從揮發(fā)快慢考慮,涂料溶劑的選擇要平衡下列各種要求:
(1)快干:揮發(fā)要快
(2)無流掛:揮發(fā)要快
(3)無縮孔:揮發(fā)要快
(4)流動(dòng)性好、流平性好:揮發(fā)要慢
(5)無邊緣變厚現(xiàn)象:揮發(fā)要快
(6)無氣泡:揮發(fā)要慢