涂膜的基料主要是高分子材料，在水的存在下，常常會發(fā)生色變、軟化、附著失效、起泡甚至涂膜破裂，所以涂膜的耐水性是涂膜性能中一項很重要的內(nèi)容。而合理的選擇水性異氰酸酯固化劑和水性樹脂成為解決涂膜耐水性的重中之重。

涂膜的耐水性不好，具體會有哪些表現(xiàn)呢？

色變

樹脂或顏色在水的作用下生成發(fā)色基團。

軟化

水增涂膜的溶脹與塑化作，導致強度和硬度降低。

附著失效

水分子取代了涂膜與底材之間的界面作用（包括部分氫鍵或者易水解的化學鍵），導致附著力大大降低。

起泡

由于涂膜軟化和附著失效，涂膜中的水揮發(fā)將涂膜頂起。

歸根結(jié)底，涂膜受水的影響主要包含兩個方面

01.涂膜吸水性強，易回潮（或者干燥慢，不容易完全干燥）的情況；

02.涂膜易與水發(fā)生能劣化涂膜性能的各種物理和化學作用的情況（如含有易水解的酯鍵或醚鍵）。

涂膜吸水具有普遍性，具體談一下涂膜吸水機理

涂膜吸水機理

1.化學親和

涂膜中親水基團通過陽離子配位或氫鍵作用使得水分子吸附在極性基團表面，從而使得物質(zhì)表現(xiàn)為一定的吸水性。（涂料成膜后一般以化學吸附為主）

2.毛細作用

常見于多孔物質(zhì)的吸水現(xiàn)象，是一種物理吸附，當然物質(zhì)本身對水要有一定的親水性，如硅藻土，如涂膜干燥時沒有完全封閉的脫氣通道。

3.滲透作用

如果涂膜中存在電解質(zhì)，會產(chǎn)生滲透壓，使得涂膜外部的水有向內(nèi)部滲透的傾向。當然在涂膜內(nèi)聚能較大時，具有部分抵消這種滲透壓力的傾向。

我們可以通過哪些途徑來提高涂膜的耐水性呢？

一、提高涂膜耐水性的途徑

1.選擇耐水性好的水性樹脂和水性異氰酸酯固化劑

耐水性好的樹脂分散液有以下指標

》較高的羥值；

》盡量低的酸值；

》較高的玻璃化溫度（少含柔性鏈的醇）

》較高的分子量、較窄的分子量分布；

》盡量少的極性單體；

》帶脲環(huán)胺類等能增強濕附著力的單體；

》 合適的成鹽助劑。

【水性丙烯酸樹脂2233】

2.對于水性異氰酸酯固化劑

HDI脂肪族異氰酸酯三聚體最為常用，以前一般用聚醚鏈端改性，但是成膜后依然殘留在涂膜中的聚醚鏈段對使得涂膜的耐水性大大降低；可以選擇磺酸鹽改性的HDI，用氨水做成鹽劑，涂膜干燥后，氨水揮發(fā)，少量的磺酸基團對耐水性的降低遠遠小于聚醚改性的 HDI。

【水性異氰酸酯固化劑S-208】

二、選擇疏水性好的顏填料

》有明顯親水溶脹的硅酸鹽填料要慎用，如蒙脫土、高嶺土；

》另外蒙脫土中的金屬離子對分散液的穩(wěn)定性有破壞作用，非要用的話最好可以用可揮發(fā)胺改性。

》對于滑石粉、沉淀硫酸鋇類的填料，選擇進行疏水處理的較好；

》對于有機色漿一定要注意其化學結(jié)構(gòu)，帶電性以及使用的表面活性劑；

》涂膜疏水性還可以通過添加納米材料獲得，特別是納米硅氧化合物。

【水性聚異氰酸酯固化劑系列表】

三、減少配方中“親水結(jié)構(gòu)”的含量

》減少親水基團較多的助劑的使用；

》在此強調(diào)一下助溶劑（或者大家所叫的成膜助劑），沸點太高，揮發(fā)太慢的醇醚類物質(zhì)在涂膜水完全干燥后，還會長時間殘留在涂膜中，降低涂膜的耐水性。

四、增加涂膜的交聯(lián)密度和固化程度

》選擇羥基高的聚氨酯或者丙烯酸樹脂分散體、適當?shù)拇呋瘎?、保證涂膜固化后具有較高的交聯(lián)密度；

》研究表明：適當增加固化劑的量能增強涂膜的耐水性（NCO/-OH比例為 1.5-2.0 耐水性最好），當然過多的水性異氰酸酯固化劑會過剩，反而使得耐水性降低。

》 高的交聯(lián)密度首先得要保證交聯(lián)程度的反應完全，不然過高的羥基意味著沒有來得及反應的羥基也會增多；

》另外過高的交聯(lián)密度會劣化沖擊，彎曲等性能。所以水性樹脂最好的交聯(lián)狀態(tài)是適當?shù)慕宦?lián)密度，盡可能完全的反應程度

【羥基丙烯酸乳液2115】

五、降低涂膜表面張力

》利用 F 取代烷基或硅氧烷類流平劑降低涂膜表面張力，使得涂膜具有一定的疏水性。

【脂肪族聚氨酯分散體8135】

六、初期耐水和長期耐水

》水性涂料干燥慢，實干之后的很長時間里，依然會有一定量的水殘留在涂抹中，這些水分子在完全干燥之前存在劣化涂膜性能的傾向，需要涂膜在次階段有能力抵抗殘留水的破壞作用，在此定義為“前期耐水性”，顯然前期耐水性與施工工藝也緊密有關(guān)。

》 涂膜在完全干燥后（涂膜中水含量極低），的長期使用過程中，由于“親水結(jié)構(gòu)”的存在，存在吸水回潮的傾向，所以還要保證涂膜的“長期耐水”。

【環(huán)氧改性聚氨酯分散體5136】

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