下面從水和溶劑的角度對比一下水性漆和油性漆。
一、分散形式
油性漆中使用的樹脂是高分子聚合物溶解在溶劑中,而水性漆中使用的樹脂是高分子聚合物乳化或分散在水中。前者是均相體系,而后者為非均相體系。
一般而言,油性漆成膜相對致密,外觀較好,在穩(wěn)定性(包括機械穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性等)上也更出色。
二、表面張力
水的表面張力為0.0728N/m(20℃),高于所有有機溶劑的表面張力。導致水性漆潤濕性相對較差,在有油污或被污染的地方不易鋪展,不易進入被涂物的細孔中。
三、揮發(fā)速率
油性漆中溶劑的揮發(fā)速率受溫濕度影響較小,而水則受溫濕度影響較大。且油性漆可以通過調(diào)整不同溶劑調(diào)整漆液的干燥速度,而水性漆以水為主,可調(diào)節(jié)性相對較低。
四、蒸發(fā)潛熱、比熱容
水的蒸發(fā)潛熱和比熱容都高于常規(guī)溶劑,導致水性漆干燥過程中需要更多的熱量。因此,比油性漆更加依賴輔助干燥設(shè)備。
五、導電性
水的介電常數(shù)大,因此水性漆的導電性好,在采用靜電噴涂時有特殊要求。一般水性漆的電阻小于0.1MΩ,而油性漆約為0.5-20MΩ。
六、腐蝕性
水性漆含有大量的水分,因而對容器、輸送管道、噴漆室等易接觸部分有腐蝕性,因而要用塑料或不銹鋼材質(zhì)。這也是油性漆用鐵桶(用塑料桶產(chǎn)生靜電,易燃易爆),而水性漆用塑料桶(鐵桶易銹蝕)的原因。
另外,水性漆涂裝在金屬基材上(主要是鐵)時容易閃繡,這也是水有別于溶劑的一方面。
七、環(huán)保性
毫無疑問,水性漆的環(huán)保性遠遠高于油性漆。油性漆中大量使用溶劑、稀釋劑,包含甲苯、二甲苯及其衍生物等,有較大的刺激性氣味,對環(huán)境也有危害。另外,雙組份油性漆常用的固化劑中,游離TDI較多,毒性較大。
八、安全性
水的性質(zhì)穩(wěn)定,不燃不爆,因此水性漆在生產(chǎn)、儲存、施工過程中的安全性很高。而溶劑易燃易爆,且油性漆易產(chǎn)生靜電,所以油性漆安全性較低,在生產(chǎn)、儲存、施工過程中都要做好安全防護。
九、成本
水便宜易得,相對溶劑而言成本可以忽略。
結(jié)語
從以上的對比可以看出,水應用在涂料中最大的優(yōu)勢在于安全、環(huán)保、無毒、低味、可持續(xù),在性能應用方面大多不及溶劑。
油性漆的安全、環(huán)保缺陷無法改變,但水性漆大多的性能不足可以通過技術(shù)手段進行調(diào)整。例如:
水性樹脂通過改良合成方式,粒徑可以達到納米級別,與油性樹脂差距不大。許多產(chǎn)品在外觀、穩(wěn)定性上可以與油性媲美。
水性漆中合理使用潤濕劑,可以降低表面張力,提高水性漆的潤濕性,足以在大部分基材上應用。
通過調(diào)整配方及施工環(huán)境來調(diào)節(jié)干燥速度。
通過添加防閃銹助劑來防止閃繡。
以上只是少部分解決方案,水性漆得以大面積推廣使用,離不開廣大從業(yè)人員的經(jīng)驗積累與技術(shù)***。
材料工程師調(diào)整原料的結(jié)構(gòu)性能、配方工程師對配方的進行平衡優(yōu)化、應用工程師指導應用生產(chǎn)……,上下游產(chǎn)業(yè)同行不斷努力,不斷的克服水性漆的不足,發(fā)揮水性漆的優(yōu)勢,這將是很長一段時間的努力方向。
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