漆膜的耐水性好壞和物面保護有著十分重要的關系，本文將從漆膜耐水性定義及耐水表現、泡水的微觀過程及機理、影響因素、改進方法和實際應用等方面來探討。

一、漆膜耐水性定義及耐水表現

1、漆膜的耐水性。塗層在長時間接觸水分或雨水時，能保持原有的物理性能和化學性能，不出現龜裂、脫落、剝離、起泡、劣變等現象。

2、漆膜耐水性意義。漆膜的主體樹脂主要是高分子材料，在水的存在下，常常會發生色變、軟化、附著失效、起泡甚至塗膜破裂；塗膜的耐水性是塗膜使用性能中一項重要指標。

3、耐水表現。①色變。樹脂或顏色在水的作用下生成發色基團。②軟化。塗膜的溶脹與塑化作用，導致強度和硬度降低。③附著失效。水分子取代了塗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。④起泡。由於塗膜軟化和附著失效，塗膜中的水揮發將塗膜頂起。

二、泡水的微觀過程及機理

當塗層開始接觸到水時，水分可以沿著塗層的微觀裂縫、毛孔、缺陷或塗層和基材之間的界面進入漆膜內部。

導致漆膜中的溶劑和其他可揮發成分發生水解和水解反應，產生一系列降解產物，如酸、醇、酯等，這也是導致塗層性能出現下降的主要原因之一。

導致塗層膨脹、收縮、溶漲、產生應力，最終引起塗層的龜裂、脫落、剝離和破壞。

水分的存在也可能誘導塗層化學物質的揮發或膨脹，導致塗層中的交聯網絡破壞、溶解、弱化或斷裂。這些和塗料製造的相關因素有關，例如配方、固化體系、分子重量以及交聯度等。

水分滲透進入塗層中，這個過程可能非常復雜，因為它涉及多種化學和物理過程，並且受到製造塗料、塗裝表面和使用環境等多個因素的影響。

1、塗膜受水的影響主要包含兩個方面：

①塗膜吸水性強，易回潮（或者幹燥慢，不容易完全幹燥）的情況；（普遍性）

②塗膜易與水發生能劣化塗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）

2、塗膜吸水機理

①化學親和。塗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，從而使得物質表現為一定的吸水性。（塗料成膜後一般以化學吸附為主）

②滲透作用。如果塗膜中存在電解質，會產生滲透壓，使得塗膜外部的水有向內部滲透的傾向。當然在塗膜內聚能較大時，具有部分抵消這種滲透壓力的傾向。

③毛細作用。常見於多孔物質的吸水現象，是一種物理吸附，當然物質本身對水要有一定的親水性，如矽藻土，如塗膜幹燥時沒有完全封閉的脫氣通道。

三、漆膜耐水性影響因素

1、親水基團。①離子類——無機鹽類、有機電解質（如：離子性的表面活性劑）。②非離子極性親水基團——主要有羧基、羥基、酰胺基團、腈基等。③無機氧化物：如某些催化劑。③物理吸附的多孔毛細結構：如成膜過程中沒有完全封閉的脫氣通道，多孔性填料如矽藻土。④其他：聚醚改性非離子活性劑，由於獲得可類比離子型活性劑的極性，聚醚鏈鍛往往很長，成膜後都殘留在塗膜內，使得其耐水性還不如陰離子胺鹽類的表面活性劑。⑤親水基團親水性的相對大小 (定性) 比較：酸根>酸>酰胺≈羥基≈腈基≈醚基。

2、樹脂成膜性。Tg、相對分子量、分子鏈的運動自由度成膜一耐水性。

3、乳化劑的用量和乳化方式。成鹽法、自乳化法、外乳化法。

4、交聯及配方中其他成分。①暴露環境：水溫、光照和水質等暴露環境因素的不同，都會對塗層的耐水性能產生影響。②基材種類：不同的基材對塗層的附著性和耐水性能有影響。③塗膜硬度: 塗層硬度越高，一般來說耐水性就越好。④塗層的微觀結構：塗層內部的結構以及與基材的粘附狀態會影響塗層的耐水性能。⑤塗層厚度：塗層越厚，一般來說耐水性就越好。⑥塗料配方：塗料配方中不同的成分和配比會影響塗層的耐水性能。⑦加速老化條件：使用不同的加速老化條件來模擬不同的實際使用條件，也會影響塗層的耐水性能。

以上因素的相互作用會共同影響塗層的耐水性能。因此，對塗層的耐水性能進行研究和評估，需要綜合考慮這些因素並進行系統研究。

四、漆膜耐水性改進方法

1、耐水性好的樹脂和固化劑。

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；

帶脲環胺類等能增強濕附著力的單體；

合適的成鹽助劑。

2、盡量降低顏填量或選擇疏水性好的粉料。

有明顯親水溶脹的矽酸鹽填料要慎用，如蒙脫土、高嶺土；

對於滑石粉、沈澱硫酸鋇類的填料，選擇進行疏水處理的較好；

對於有機色漿一定要註意其化學結構，帶電性以及使用的表面活性劑；

塗膜疏水性還可以通過添加納米材料獲得，特別是納米矽氧化合物。

3、減少配方中「親水結構」（親水基團）的含量。

4、增加塗膜交聯密度和固化反應完全程度。

5、降低塗膜的表面張力。

利用F取代烷基或矽氧烷類流平劑降低塗膜表面張力，使得塗膜具有一定的疏水性。

PS：前三項是固本，後兩項為防守

6、前期耐水與長久耐水。第一要提高塗膜的前期耐水性，顯然短的幹燥時間是保證前期耐水性的重要條件；對於長期耐水性則需要降低塗膜對水的親和能力或提高塗膜對水的隔離能力。

五、漆膜耐水性實際應用

以水性聚氨酯膜為例

1、多元醇的選擇。一般而言，由於聚醚多元醇的疏水性要明顯好於聚酯多元醇；但相比聚酯型聚氨酯而言，聚醚型聚氨酯的強度及粘附力要差些，而四氫呋喃二醇等聚醚型聚氨酯機械強度及耐水性均較好。

2、交聯劑。一般而言，交聯度越大，體系的防水性能越好。

3、親水擴鏈劑。通常，親水擴鏈劑的含量越高，預聚物在水中的分散效果越好，得到的乳液越透明，產品越穩定，但耐水性越差。

4、乳液粒徑。從水性聚氨酯成膜機理的角度來看，粒徑越小成膜性越好，更能防止水分子的滲透，但另一方面，粒徑越小通常意味著體系中的親水成分越多，使得膠膜的耐水性下降，往往後者的影響程度要大於前者。

5、異氰酸根指數（R值）。隨著R值的增大，結構中苯環、氨基甲酸酯鍵、脲鍵等疏水基團比重增大，因而膠膜的耐水性提高。隨著R值的增大，預聚物中殘留的-NCO含量增大，乳化時與水或二元胺反應生成的脲鍵增多，而脲鍵中有兩個N原子，氨基甲酸酯中含有一個N原子。因此，脲鍵形成的三維氫鍵作用力比氨基甲酸酯大，故膠膜耐水性反而變差。

6、中和劑。以陰離子型水性聚氨酯為例，選擇揮發性的中和劑，如氨水、三乙胺等、其在成膜過程中會隨著水分的揮發而揮發，相比氫氧化鈉等非揮發性的中和劑，後者造成膠膜體系中殘留較多的-COO-，其膠膜的耐水性也明顯表現出前者好於後者。

六、應用中碰到的問題

1、漆膜偏軟時，耐水煮反而變好？

原因：水煮過程中，漆膜偏軟，可隨著基材一塊發生形變，漆膜形成微小形變的幾率偏小

2、水煮或泡水過後，附著力失效，放置一段時間後，有些附著力可以恢復，有些不能？

可恢復：漆膜沒有損壞，隨著水分揮發，重新與基材形成化學鍵，產生附著力；

不可恢復：漆膜已損壞；水分破壞了漆膜與基材之間的化學鍵。