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涂膜的类型及成膜机理

发布时间:2021年08月18日    点击:[1]人次

涂膜的类型及成膜机理

涂料是由不挥发部分和挥发部分两大部分组成的 涂料施涂在物体表面后,其挥发部分逐渐散去,剩下的不挥发部分则留在物体表面上干结成膜:这些不挥发的固体部分叫做涂料的成膜物质,成膜物质可分为主要成膜物质、次要成膜物质和捕助成膜物质。见下图:

一、涂膜的类型

根据涂膜的分子结构不问.涂膜可分为二类,即低分子球状结构的涂膜;线型分子结构的涂膜和体型网状分子结构的涂膜,见图

二、涂料的成膜机理

当涂料被涂覆在被涂物上,由液态(或粉末状)变成无定形的固态薄膜的过程.称涂料的成膜过程或涂料的固化.一般称为涂料的干燥。

涂料主要靠溶剂蒸发、熔融、缩合、聚合等物理或化学作用而成膜的,其组分和结构的个同而异中国机械网okmao.com。

常用涂料的成膜方式主要有物理机理干燥和化学机理干操等几种。

(一)物理机理干燥

物理机理干燥只是靠涂料中液体(溶剂或分散相)的蒸发而得到干硬涂膜的干燥过程的一种涂料干燥成膜机理。

1.溶热挥发型涂料

溶剂挥发型涂料是由涂层小溶剂的发挥而干燥成漆膜的。其干燥成膜过程如下:当在基材上涂刷了一层聚合物涂料后,涂层中的溶剂分子从涂层中向外扩散,扩散的速度随着涂层固化,阻力逐渐加大而慢慢减小,已挥发出的溶剂分子在涂层面形成一层气体层.最后溶剂分子冲出气体层向外扩散逐出。

在整个挥发过程中,随着溶剂的不断挥发,聚合物分子随之其浓度的提高而逐渐紧密连接,最后聚合物十分紧密堆积而形成——层均匀而又连续的涂膜。溶剂挥发型的涂料在常温下能白然蒸发,达到下燥状态,但升温能加快干燥速度。

2.乳液和涂料

当把乳液型涂料涂攫在物体表面上以后,随着连续相(分散介质)的逐渐地挥发,聚合物液滴(分散相质点)就越来越紧密地堆积起来,直到相互之间都发生接触,但此时得到的只是一个聚合物质点的不连续膜,在质点之间的空隙中还含有一些液体,这就有必要使质点之间互相合并,使质点之间的界面消失,从而得到一个连续均一的涂膜。下面三种成膜方法的乳胶漆则可以做到这一点。

(1)以线型聚合物为成膜物质的烘干型乳胶漆,当温度升高后可使不连续聚合物质点中的聚合物分子能自由运动而连结成均匀的涂膜;

(2)以玻璃化温度较低的线型聚合物为成膜物质的乳胶漆,其玻璃化转变温度可在室温以下,其所成涂膜必然是相当地软,或者是线型聚合物的玻璃化温度并不低,但其中如有增塑剂或高沸点的溶剂.因而增加了聚合物流动性的乳胶漆.这类乳胶漆中加入的高沸点溶剂(或增塑剂)与连续相混容性好,能促进乳胶该的聚结作用(聚合物质点之间互相拼合的过程称为聚结)。在连续相挥发时,质点之间的空隙中留下了聚结溶剂,这些聚结溶剂渗透到质点中去,使质点有较大的流动性而互相聚结,在成膜完全之后的一段时间内,聚结溶剂逐渐挥发掉;

(3)含有在成膜后.在宝温或室温以上温度下能通过化学反应而交联固化的低分子量物质(交联剂)的乳胶漆。

物理机理干燥也称之为挥发型干燥,以这类机理成膜的涂料称为挥发型涂料。挥发型涂料成膜时不伴随化学反应,故所形成的漆膜能被再溶解或热熔和具有热塑性,因而又称之为热塑性涂料。

(二)化学机理干燥

化学机理干燥它的成膜过程主要是缩合、聚合等化学作用。我们可将线型的或轻度支链化的聚合物,甚至用简单的低分子化合物配制成涂料,待涂料施工后再发生交联反应,成为固态网状结构的高分子化合物,所形成的涂膜不能再被溶剂溶解,受热也不能融化,因此这类涂料亦称之为热固型涂料。这类涂料根据成膜过程的化学反应不同.可以分为以下几种类型的涂料。

1.缩合型涂料

靠缩合反应形成网状结构的高分子化合物,并由这种化合物为基料组成的涂料称之为缩合型涂料。为了位此类涂料的组分之间反应在涂料施工之后才开始,避免过早进行化学反应,可以将顺反应性的组分按各别的容器包装或双组分或多组分,晚涂料使用前才将它们混合。环氧树脂及不饱和聚配地而厚质涂料均属于这一类型。

2.聚合型涂料

靠聚合反应形成高分子化合物的涂料称为聚合型涂料,属于这一类型的涂料,是以不饱和单体或不饱和的低分子树脂为主要原抖的合成树脂涂料.这种涂料的不饱和基,通过引发的自由基反应与交联剂(如苯乙烯等)共聚合,生成网状结构的高分子化合物。例如丙烯酸酯墙面涂料等。

3.与空气发生反应的涂料

涂料施工后,接触空气中的氧气而发生氧化聚合反应而形成网状结构的高分子化合物,以这种化合物为基料组成的涂料称为氧化聚合型涂料。属于这一类型的是以于性油为主要原料的清油和油性调和漆等。