涂膜的基料主要是高分子材料，在水的存在下，常常會發生色變、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(mo)耐(nai)水性的重(zhong)中之重(zhong)。

涂膜的耐水性不好，具體會有哪些表現呢？

色變

樹脂或顏色在(zai)水的作用下生(sheng)成發色基團。

軟化

水(shui)增(zeng)涂膜的溶脹與(yu)塑化作，導致(zhi)強(qiang)度和硬度降低。

附著失效

水分子取代(dai)了涂膜與底(di)材(cai)之間(jian)的界面(mian)作用(yong)（包括部分氫鍵(jian)或者易(yi)水解的化學鍵(jian)），導致附著(zhu)力大大降(jiang)低。

起泡

由于涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)軟化和(he)附(fu)著失效，涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)中的水揮發將涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)頂起。

歸根結底，涂膜受水的影響主要包含兩個方面

01.涂(tu)膜(mo)吸水(shui)性強，易回潮（或者干(gan)(gan)燥慢，不容易完全干(gan)(gan)燥）的情況；

02.涂膜易(yi)與水發生(sheng)能(neng)劣化(hua)涂膜性(xing)能(neng)的(de)各種物理和化(hua)學作用的(de)情況（如含有易(yi)水解的(de)酯鍵或醚(mi)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(shui)基團(tuan)通(tong)過陽離子配位(wei)或氫鍵作用使得水(shui)分子吸(xi)附在極性基團(tuan)表面，從而使得物(wu)質表現為一定(ding)的吸(xi)水(shui)性。（涂料成膜后一般以化學吸(xi)附為主）

2.毛細作用

常見于(yu)多(duo)孔物(wu)質(zhi)的吸(xi)水現象，是(shi)一種物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)，當(dang)然(ran)物(wu)質(zhi)本身對(dui)水要有一定的親水性，如硅藻土，如涂膜干(gan)燥(zao)時(shi)沒有完全封閉(bi)的脫氣(qi)通道。

3.滲透作用

如果涂(tu)膜(mo)中(zhong)存在電解質，會產生滲(shen)透(tou)壓(ya)，使得涂(tu)膜(mo)外(wai)部的(de)水有向(xiang)(xiang)內(nei)部滲(shen)透(tou)的(de)傾向(xiang)(xiang)。當然在涂(tu)膜(mo)內(nei)聚能較大(da)時，具有部分(fen)抵消(xiao)這種滲(shen)透(tou)壓(ya)力的(de)傾向(xiang)(xiang)。

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(hao)的(de)樹(shu)脂分(fen)散液(ye)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(chun)）

》較(jiao)高的分子量、較(jiao)窄的分子量分布；

》盡量少的極(ji)性單體；

》帶脲環胺類(lei)等能增強濕附著力的單(dan)體(ti)；

》 合適(shi)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，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(ming)顯親水溶(rong)脹的(de)硅酸鹽填料要慎用，如蒙脫(tuo)土(tu)、高嶺土(tu)；

》另外蒙脫土中的金屬(shu)離子對分散(san)液的穩定性有破壞作用，非要(yao)用的話最好(hao)可以用可揮發胺改性。

》對(dui)于滑石粉、沉淀硫(liu)酸鋇(bei)類(lei)的填(tian)料(liao)，選擇進行疏水處理(li)的較好；

》對于有機色漿一定(ding)要(yao)注(zhu)意其化學結構，帶電性(xing)以及使用的表面活(huo)性(xing)劑；

》涂(tu)膜疏水性還可以通(tong)過添(tian)加(jia)納米材(cai)料獲得，特別是(shi)納米硅氧(yang)化合物。

【水性聚異氰酸酯固化劑系列表】

三、減少配方中“親水結構”的含量

》減少(shao)親水基團較多的(de)助劑的(de)使用；

》在此強調一下助溶劑（或者大家所叫的成膜助劑），沸點太高，揮發太慢的醇醚類物質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、適當的(de)催化(hua)劑、保證涂膜(mo)固化(hua)后具有較高的(de)交聯密度；

》研究表明：適當增(zeng)加固(gu)化劑的(de)量能增(zeng)強(qiang)涂膜的(de)耐水性（NCO/-OH比例為 1.5-2.0 耐水性最(zui)好(hao)），當然過(guo)多的(de)水性異氰(qing)酸(suan)酯固(gu)化劑會過(guo)剩，反而使得(de)耐水性降(jiang)低。

》 高(gao)的(de)交聯(lian)密度首(shou)先(xian)得要保證交聯(lian)程度的(de)反應(ying)完全，不(bu)然(ran)過高(gao)的(de)羥基意味著(zhu)沒有來得及反應(ying)的(de)羥基也會增多；

》另外過高的(de)交(jiao)聯密度會劣化沖擊，彎曲等性能(neng)。所以水性樹(shu)脂最好(hao)的(de)交(jiao)聯狀(zhuang)態是適當的(de)交(jiao)聯密度，盡可能(neng)完全(quan)的(de)反應(ying)程度

【羥基丙烯酸乳液2115】

五、降低涂膜表面張力

》利用 F 取代(dai)烷基或硅氧烷類(lei)流平劑降低(di)涂膜表面張力，使得涂膜具有一定的疏水性(xing)。

【脂肪族聚氨酯分散體8135】

六、初期耐水和長期耐水

》水性(xing)涂(tu)料干(gan)燥慢(man)，實(shi)干(gan)之后(hou)的很(hen)長時間里，依然會有一定量的水殘留在(zai)涂(tu)抹中，這些水分子在(zai)完(wan)全干(gan)燥之前(qian)存(cun)在(zai)劣化涂(tu)膜(mo)性(xing)能的傾向，需要涂(tu)膜(mo)在(zai)次階段有能力抵抗殘留水的破壞作用(yong)，在(zai)此(ci)定義為“前(qian)期耐水性(xing)”，顯(xian)然前(qian)期耐水性(xing)與施工(gong)工(gong)藝(yi)也(ye)緊密有關(guan)。

》 涂膜在完全干燥(zao)后（涂膜中(zhong)水含量極(ji)低），的(de)長(chang)期(qi)使用過程中(zhong)，由于“親水結構(gou)”的(de)存(cun)在，存(cun)在吸水回潮的(de)傾向，所以(yi)還(huan)要保證涂膜的(de)“長(chang)期(qi)耐水”。

【環氧改性聚氨酯分散體5136】

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