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UV涂料中混合溶劑的組成

2023-12-18

  UV噴涂或部分輥涂施工的涂料的組成可以分為揮發份及不揮發份(即成膜物質)兩個部分。在揮發份中包括真溶劑、助溶劑及稀釋劑。

  大部分份的揮發溶劑在UV涂料中的使用都是做為稀釋劑的作用,也有一些配方中的材料是需要溶劑做為溶解介質來將其溶解到配方組分當中。

  揮發份的組成配方應遵循涂料粘度、溶劑揮發率、溶劑平衡原則進行調整。

  ● 涂料的粘度

  不揮發份的種類及數量影響著涂料的粘度。溶劑溶解力強,溶液的粘度低;溶解力差,溶液的粘度高。

  此外,稀釋劑用量對粘度也有影響,多用稀釋劑固然可以降低成本,但用量高到一定限度時,溶液的粘度就會增高,說明混合溶劑的溶解力盡管還沒有達到稀釋比值,但溶解力已明顯地降低。

  因此稀釋劑的加入量有一定的限度,在處理配方時為降低成本加入稀釋劑,但其最大用量不應達到引起粘度升高的程度。助溶劑的用量對粘度也有影響,在處理配方時助溶劑的用量只宜少于真溶劑而不宜等于或多于真溶劑。

  ●混合溶劑的揮發率

  混合溶劑的揮發率影響膜內溶劑能否完全揮發,它對漆膜外觀也起著極大的影響。

  大部份含溶劑的UV涂料施工工藝以噴涂為主,涂料自離開槍口分散成霧狀小粒灑落到物件表面的過程中溶劑已開始揮發,如果混合溶劑的揮發率太快的話,那么落到物件表面以前溶劑可能已揮發掉30%以上,落到物件表面上的小粒的粘度就大大提高,流動性大大下降,嚴重地影響漆膜的流平性,從而產生漆膜不平滑即所謂桔皮現象。

  為了得到較光潔平整的漆膜,就不能片面地追求快干,而要有一定比例的慢揮發溶劑以保證流平性。

  噴涂過程中常常碰到所謂發白的現象,這層白膜是由于水分與漆混合造成的。當水分不能全溶于揮發份時就與成膜物構成一層白色的乳狀體。

  水分逐步揮發,如乳狀體被殘留的溶劑所溶解則白色漆膜層消失。但如果溶劑不足以消除白膜,則漆膜的連續相破壞,導致樹脂析出,出現發白現象。

  水分的來源,一方面是由于原料中含水量過高或是揮發分含有如乙醇、丙酮等易吸水原料,另一主要原因就是揮發率的影響。溶劑的揮發是一個吸熱反應,快速的揮發使噴漆的霧粒及物件的表面上被帶走很多熱量。

  一般使用快揮發溶劑時,可使噴涂物件表面溫度下降15~20℃,這就足夠使周圍空氣中的水分凝結于物件表面與漆膜相遇。所以,每當氣候濕熱空氣中水分含量高時,發白現象常格外嚴重。

  因此應適當地控制揮發性組分的揮發率,減少表面降溫水分凝結。即使稍有發白現象出現,又可在揮發后期用存留的溶劑重新溶解,以消除白膜。

  因此,從揮發速率方面來考慮,在噴漆及流平的初階段,揮發過快對質量產生不良影響,如桔皮、麻點、發白等缺陷往往由此產生。在后階段中,有一些慢揮發性溶劑在漆膜中還可以改善一些發白現象及提高光澤。

  但最終階段漆膜中若仍存留少量揮發份,則將引起漆膜發軟、回粘等不良現象,為避免這種現象發生要控制高沸點溶劑的用量,使其不殘留在漆膜中。

  ●溶劑平衡原理

  混合溶劑由真溶劑、助溶劑及稀釋劑3種組份組成,這3種組份中又有快揮發、中揮發、慢揮發之別。

  所以當一種混合溶劑配成之后,由于這些原料的揮發率不一樣,總是揮發快的原料首先逸出,所以,自漆霧噴出后溶劑的成份即開始變化,怎樣的變化才是最理想,須根據以下原則進行平衡。

  ①溶劑的揮發應均衡。混合溶劑的蒸餾曲線應成平緩上升的形狀,否則將引起多種漆膜表面的缺陷,因此,在配方中應考慮不同組份的揮發速率,快、中、慢的組份用量要平穩,例如配方中快揮發溶劑及慢揮發溶劑的使用量都較大,而沒有適量中揮發溶劑加以平衡的話,那么其蒸餾曲線必將是前階段直線上升,然后突然轉折形成一個鈍角改為低斜率上升,這樣的溶劑配方缺點較大。

  ②真溶劑、助溶劑與稀釋劑的比例應平衡。真溶劑、助溶劑及稀釋劑的比例對漆的粘度影響很大。

  在揮發過程中,隨著不揮發份含量逐步增加,漆的粘度增大,假如此時真溶劑大量揮發則稀釋劑的比例相對地增高,就會促使漆的粘度突然變稠而喪失流動性,引起氣泡、桔皮等漆膜缺陷,另外,溶劑的主要作用在于干燥成膜之前保持全部不揮發份處于溶液狀態,不使其中任一組份不溶析出,否則造成漆膜連續相破壞以及表面粗糙失光等現象。

  為了防止干燥過程中出現沉析現象,必須根據不揮發份的性質對溶劑的組份加以很好地平衡,既要節約真溶劑,又不能過量使用稀釋劑。

  在考慮配方時不僅要有足夠的真溶劑,還必須根據不同揮發速率加以平衡,以達到殘余在漆膜中的溶劑能保持不低于原來的溶劑比例。

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