서튼 프론티어 | 코팅 막의 내수성 메커니즘, 영향 요인 및 개선 방법!

서튼 응용 연구실
2023-06-27

도막의 내수성과 표면 보호 사이에는 매우 중요한 관계가 있는데, 이 글에서는 도막의 내수성을 내수성의 정의와 성능, 물이 스며드는 미세한 과정과 메커니즘, 영향 요인, 개선 방법 및 실제 적용.


 

하나,도막의 내수성 정의 및 성능

1도막의 내수성도료가 습기나 비에 장시간 노출되어도 본래의 물성과 화학적 성질을 유지할 수 있습니다.균열, 흘리기, 벗겨짐, 물집, 열화 및 기타 현상이 없습니다.

2, 도막 내수성중요성도막의 주 수지는 주로 고분자 재료로 수분이 존재하면 변색, 연화, 접착불량, 기포, 도막균열 등이 자주 발생하며 도막의 내수성은 도막의 성능에 중요한 지표가 된다. 페인트 필름 .

, 방수 성능.변색. 수지 또는 색상은 물의 작용으로 발색단을 생성합니다.부드럽게 하다. 도막의 팽윤 및 가소화로 인해 강도 및 경도가 저하됩니다.첨부파일 실패. 물 분자는 코팅막과 기재 사이의 계면(일부 수소 결합 또는 쉽게 가수분해되는 화학 결합 포함)을 대체하여 접착력을 크게 감소시킵니다.샴페인. 도막의 연화 및 접착불량으로 인해 도막내 수분이 휘발되어 도막이 들뜨게 됩니다.

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2. 물에 잠기는 소우주적 과정과 메커니즘

코팅이 물과 접촉하게 되면 미세한 균열, 기공, 코팅의 결함 또는 코팅과 기판 사이의 계면을 따라 수분이 도막 내부로 들어갈 수 있습니다.

그것은 도막의 용제 및 기타 휘발성 성분의 가수 분해 및 가수 분해 반응을 일으키고 산, 알코올, 에스테르 등과 같은 일련의 분해 생성물을 생성하며 이는 코팅 감소의 주요 원인 중 하나이기도합니다. 성능.

코팅이 팽창, 수축, 부풀어 오르고 응력이 발생하여 결국 코팅이 갈라지고 떨어지며 벗겨지고 손상됩니다.

수분의 존재는 또한 코팅 화학 물질의 휘발 또는 팽윤을 유발하여 코팅에서 가교 네트워크의 붕괴, 용해, 약화 또는 파손을 초래할 수 있습니다. 이들은 제형, 경화 시스템, 분자량 및 가교 정도와 같은 코팅 제조 관련 요소와 관련이 있습니다.

코팅에 습기가 침투하는 것은 여러 화학적 및 물리적 공정을 포함하고 코팅 제조, 코팅된 표면 및 코팅이 사용되는 환경과 같은 여러 요인의 영향을 받기 때문에 복잡할 수 있습니다.

1도막에 대한 물의 영향은 주로 두 가지 측면을 포함합니다.

도막은 수분 흡수력이 강하고 수분을 되찾기 쉽습니다 (또는 천천히 건조되어 완전히 건조되기 쉽지 않음) (보편적)

도막이 물과 다양한 물리적, 화학적 상호작용을 일으켜 도막의 성능을 저하시킬 수 있는 상황; (예: 쉽게 가수분해되는 에스테르 결합 또는 에테르 결합 포함)

2, 코팅막 수분 흡수 메커니즘

화학적 친화성.코팅막의 친수성기는 양이온 배위 또는 수소 결합을 통해 물 분자를 극성기 표면에 흡착시켜 물질이 어느 정도의 수분 흡수성을 나타냅니다. (코팅이 필름으로 형성된 후, 일반적으로 화학적 흡착에 의해 지배됨)

삼투.코팅막에 전해질이 존재하면 삼투압이 발생하여 코팅막 외부의 수분이 내부로 침투하려는 경향이 있습니다. 물론 도막의 응집 에너지가 비교적 크면 이 삼투압을 부분적으로 상쇄하는 경향이 있다.

모세관.다공성 물질에서 흔히 일어나는 수분흡수 현상은 일종의 물리적 흡착으로, 물론 물질 자체가 물에 대해 어느 정도의 친수성을 가지고 있어야 하며, 예를 들어 규조토와 같이 코팅막이 건조할 때 완전히 닫힌 탈기 채널.


 

삼,도막 내수성영향 요인

1, 친수성 그룹.이온——무기염, 유기 전해질(예: 이온성 계면활성제).비이온성 극성 친수기——주로 카르복실, 수산기, 아미드, 니트릴 등무기 산화물: 특정 촉매와 같은.물리적으로 흡착된 다공성 모세관 구조: 예를 들어 필름 형성 과정에서 완전히 닫힌 탈기 채널이 없으며 규조토와 같은 다공성 필러가 있습니다.기타: 폴리에테르 개질된 비이온성 활성제, 이온성 활성제에 필적하는 극성으로 인해 폴리에테르 사슬 단조는 종종 매우 길고, 필름 형성 후 도막에 남아있어 내수성이 음이온성 활성제만큼 좋지 않음 계면활성제의 아민 염 부류.친수기의 친수성의 상대적인 크기(질적)비교: 산성 뿌리>>아미드 ≈ 수산기 ≈ 니트릴 ≈ 에테르.

2, 수지 필름 형성.TG, 상대 분자량, 분자 사슬의 이동 자유도, 필름 형성-내수성.

, 유화제의 양 및 유화 방법.염성법, 자기유화법, 외부유화법.

4, 수식의 가교 및 기타 성분.노출 환경: 수온, 빛 및 수질과 같은 노출 환경 요인의 차이는 코팅의 내수성에 영향을 미칩니다.기질 유형: 다양한 기질은 코팅의 접착력과 내수성에 영향을 미칩니다.코팅 경도:코팅이 단단할수록 일반적으로 내수성이 향상됩니다.코팅 미세구조코팅 내부 구조 및 기판에 대한 접착 상태가 코팅의 내수성에 영향을 미칩니다.코팅 두께: 코팅이 두꺼울수록 일반적으로 내수성이 향상됩니다.코팅 공식: 코팅 공식의 다른 성분과 비율은 코팅의 내수성에 영향을 미칩니다.가속화된 노화 조건: 서로 다른 실제 사용 조건을 시뮬레이션하기 위해 서로 다른 가속화된 노화 조건을 사용하면 코팅의 내수성에도 영향을 미칩니다.

위 요인들의 상호 작용은 코팅의 내수성에 공동으로 영향을 미칩니다. 따라서 도료의 내수성을 연구하고 평가하기 위해서는 이러한 요소들을 종합적으로 고려하고 체계적인 연구가 필요하다.

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네,도막 내수성개선 방법

1, 내수성이 좋은 수지 및 경화제.

내수성이 좋은 수지 분산액은 다음과 같은 지표가 있습니다.

더 높은 수산기 값, 가능한 한 낮은 산가,

더 높은 유리 전이 온도(유연한 사슬로 더 적은 알코올);

더 높은 분자량, 더 좁은 분자량 분포;

가능한 적은 극성 단량체;

습식 접착력을 향상시킬 수 있는 우레아 사이클릭 아민 및 기타 단량체와 함께;

적절한 염 형성 보조제.

2, 필러의 양을 최소화하거나 소수성이 좋은 분말을 선택하십시오.

몬모릴로나이트 및 카올린과 같이 명백한 친수성 팽윤이 있는 규산염 충전제는 주의해서 사용해야 합니다.

활석 가루 및 침강 황산 바륨과 같은 충전재의 경우 소수성 처리를 선택하는 것이 좋습니다.

유기 착색제의 경우 화학 구조, 전하성 및 사용된 계면활성제에 주의를 기울여야 합니다.

코팅막의 소수성은 나노 물질, 특히 나노 산화 규소 화합물을 첨가하여 얻을 수도 있습니다.

, 공식에서 "친수성 구조"(친수성 그룹)의 함량을 줄입니다.

4, 도막의 가교 밀도를 높이고 경화 반응의 완성도를 높입니다.

5, 도막의 표면장력을 감소시킨다.

사용에프치환된 알킬 또는 실록산 레벨링제는 도막의 표면 장력을 감소시켜 도막이 어느 정도의 소수성을 갖도록 합니다.

추신: 처음 3개 항목은 탄탄한 자본, 마지막 2개 항목은 방어

6, 초기 내수성 및 장기 내수성.첫 번째는 도막의 초기 내수성을 향상시키는 것으로, 당연히 빠른 건조시간은 초기 내수성을 확보하기 위한 중요한 조건이며, 장기간의 내수성을 위해서는 도막의 물에 대한 친화력을 낮추는 것이 필요하다. 또는 코팅막의 물에 대한 격리 능력을 향상시킵니다.

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다섯,도막 내수성실용적인 응용 프로그램

수성 폴리우레탄 필름을 예로 들어 보겠습니다.

1, 폴리올의 선택.일반적으로 말하면, 폴리에테르 폴리올의 소수성은 분명히 폴리에스터 폴리올보다 우수하기 때문에 폴리에테르 폴리우레탄에 비해 폴리에테르 폴리우레탄의 강도와 접착력이 떨어지고 테트라히드로푸란 디올 등이 있습니다.

2, 가교제.일반적으로 가교 정도가 클수록 시스템의 방수 성능이 향상됩니다.

, 친수성 체인 익스텐더.일반적으로 친수성 사슬연장제의 함량이 높을수록 예비중합체의 물에 대한 분산효과가 좋아지고 얻어지는 에멀젼의 투명도가 높아지며 제품의 안정성은 높아지지만 내수성은 떨어진다.

4, 에멀젼 입자 크기.수계 폴리우레탄의 필름 형성 메커니즘의 관점에서 입자 크기가 작을수록 필름 형성 특성이 우수하고 물 분자의 침투를 방지할 수 있습니다. 시스템의 친수성 성분이 많을수록 필름의 내수성이 감소하고 후자의 영향이 종종 전자보다 큽니다.

5, 이소시아네이트 지수(아르 자형값).와 함께아르 자형값이 클수록 구조 내 벤젠 고리, 우레탄 결합, 요소 결합 등의 소수성 그룹의 비율이 증가하여 필름의 내수성이 향상된다. 와 함께아르 자형값이 증가하면 프리폴리머의 잔류물이-NCO함량이 많을수록 유화시 물이나 디아민과의 반응으로 생성되는 우레아 결합의 수가 많아지며 우레아 결합은 2개가 된다.N원자, 우레탄은 하나를 포함N원자. 따라서 우레아 결합에 의해 형성되는 3차원 수소 결합력이 카바메이트보다 강하여 필름의 내수성이 나빠진다.

6, 중화제.음이온성 수성 폴리우레탄을 예로 들면 수산화나트륨과 같은 비휘발성 중화제에 비해 필름 형성 과정에서 물의 휘발과 함께 휘발되는 암모니아수, 트리에틸아민 등의 휘발성 중화제를 선택하고 후자는 필름 시스템에 더 많은 잔류물을 유발합니다.-정답게 소곤 거리다-, 필름의 내수성도 전자가 후자보다 우수함을 분명히 보여줍니다.


 

6. 애플리케이션에서 발생한 문제

1도막이 부드러우면 물끓임 저항성이 좋아지나요?

이유 : 끓는 과정에서 도막이 부드럽고 모재와 함께 변형 될 수 있으며 도막이 약간 변형 될 확률이 상대적으로 적습니다.

2삶거나 물에 담가두면 접착력이 떨어지는데 시간이 지나면 접착력이 회복되는 부분도 있고 안되는 부분도 있죠?

복구 가능: 페인트 필름은 손상되지 않으며 물이 휘발됨에 따라 기판과 화학적 결합을 다시 형성하고 접착력을 생성합니다.

복구 불가능: 페인트 필름이 손상되었으며 습기로 인해 페인트 필름과 기판 사이의 화학적 결합이 깨졌습니다.


점유율
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