從微觀和宏觀中分析水性工業涂料
水性工業涂料,水的基本特性 不燃,無毒,無污染 經濟性,資源可持續 0℃結冰、100℃沸騰 極性強,溶解和分散離子物質 溶解少量氧氣和其他氣體 中性、酸性或堿性環境多功能性 高化學反應性,水解和腐蝕 生物必需性.
水性工業涂料,水的本質
兩種元素,三個原子;四個雜化軌道來自于氧2s,2px, 2py和2pz原子軌道,從氧核向外指向四面體的角;不對稱的電荷分布,成為極性分子(α=114°29′,β= 104° 27′);分子間氫鍵,氫核與鄰近水分子的孤對負電荷相互作用,產生一個能量約為分子O- H鍵十分之一的氫鍵。
水性工業涂料,水溶液結構
液態水是一種高度組織化的物質。液態水中分子的詳細排列是不確定的?;诹切蔚谋Y構,每個水分子都與四個相鄰的水分子相連接。由冰的結構衍生而來,一些額外的分子占據間隙空間與氫鍵網絡中的分子交換,水分子的相鄰分子平均數量從冰的4個增加到液體冰點的4.4個。水密度比冰大。水具有已知最高的介電常數之一,在25°C時為78。介質介電常數越高,分離相反電荷所需的能量越低,使水成為離子物質的有效溶劑的因素之一。
有機樹脂水性化原理,水性工業涂料。
1、水性化技術原理:聚合物分子被親水性物質包覆/化學接枝親水性基團,(或中和后)可用水稀釋。
2、外乳化:在水相加入乳化劑(離子型or非離子型)形成膠束,通過乳液聚合而成乳膠;或加入親水性物質,通過相反轉乳化而得。通常稱為乳液。
3、自乳化:在聚合物分子上接枝親水性基團(-COOH,-CH2-CH2-O-,-NH2等),(或中和后)可用水稀釋。通常稱為分散體。
水性工業涂料,水性樹脂宏觀形態
1、宏觀形態(乳狀液、微透明分散液、透明溶液)大多數水溶性樹脂,不是真正溶于水(除聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯酸),而是在有機溶劑的胺鹽溶液經水稀釋后,形成相對穩定的聚合物膠體分散溶液。
2、水性樹脂微觀形態非均相體系:乳膠粒子、聚合物聚集體微粒
3游離親水性物質、中和劑、助溶劑等
水性工業涂料,水性樹脂稀釋粘度變化—水性分散體、水性樹脂
水性樹脂稀釋過程存在粘度峰水性分散體不存在粘度峰,相比于樹脂溶液,粘度變化大
水性工業涂料,水性樹脂稀釋粘度變化—水性樹脂
水性樹脂粘度還與分子量、助溶劑極性和量有關。
水性工業涂料,水性樹脂中溶劑的分布
溶劑不均勻分布于水相和聚合物相;影響體系粘度、微粒聚集成膜、水分揮發和穩定
水性工業涂料,水性工業涂料干燥過程
1、水與有機溶劑揮發
強的相互作用偏離拉烏爾定律相對濕度影響水分揮發,對溶劑影響小會有共沸效應水的熱容和汽化熱異常大(沸點,醋酸丁酯(126℃)揮發比正丁醇(118℃)快)
2、濕階段
混合溶劑揮發速度受控于蒸氣壓、表面溫度、相對濕度、空氣速度、和表面積與體積比等因素影響。與漆膜厚度是一次方關系。
3、干階段
混合溶劑揮發速度決定于溶劑分子擴散速度。與漆膜厚度是二次方關系。
水性工業涂料,水性涂料涂膜結構及組成
非均相致密涂膜;存在不同物質的富集區;親水性物質/基團仍部分殘留在涂膜中。
水性工業涂料,水性工業涂料的腐蝕
水性工業涂料,水性工業涂料應用
適應復雜形狀件全面涂裝、成膜均勻、膜薄高性能、自動化。
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