从表2可见,水作为分散介质的优点有:水无毒无味,完全满足环境保护要求;水不爆炸,不燃烧,安全无害;相对于溶剂来说,淡水便宜易得。但以水为分散介质确实存在不利因素。
1)水与有机溶剂相比,沸点低、凝固点高,两者温差范围较窄,因此,使得水性涂料的贮存稳定性、施工环境的温度调节都比溶剂型涂料困难。水的比热容和蒸发潜热都大,干燥成膜时需要热量高,影响漆膜的干燥性能。
2)水具有与有机溶剂完全不同的溶解度参数。它与有机溶剂相比,具有明显的极性,形成很强的氢键。在水性涂料中,水不是溶剂,只是分散介质而已。而在溶剂型涂料中,溶剂是要溶解成膜物的。
3)水的表面张力高达0.0728N·m-1,是一般有机溶剂如二甲苯的两倍多,高表面张力不利于水性涂料对基材的润湿能力、渗透能力和在基材表面的铺展能力,导致水性涂料施工性能不良,漆膜容易产生弊病。另外,水的表面张力大,气泡不易消失,使涂膜流平性能较差,为克服这些弊病,需要使用大量助剂,从而影响了涂膜的光泽、耐水性等。
4)水的挥发速率与环境的相对湿度(RH)和温度以及基层的温度关系很大。25℃,RH=0~5%时,水在滤纸上的相对蒸发速率是0.31,当RH=100%,水的相对蒸发速率成为0。温度越高,水的挥发速率愈快。
2.2水性涂料干燥问题
水性涂料的干燥及其影响因素已经进行了很多研究,对水性涂料的干燥条件参数的定量研究表明,干燥温度和相对湿度的影响最大,而空气的流动速度和水与溶剂比例的变化影响较小,这些条件在一个限定的范围内变化对干燥的影响如表3所示。
水与其溶剂的浓度比例在干燥过程中应该是不变的,在干燥过程中,由于相对湿度的高低不同这一比例会发生变化,我们把变化为零时的相对湿度称为临界相对湿度,用CRH表示。如果空气干燥一些,也就是相对湿度低于CRH,水挥发的比例比较大,溶剂在漆膜中的比例就会越来越大;如果空气湿润一些,也就是相对湿度高于CRH,溶剂挥发的比例比较大,漆膜中水的相对含量就会增加。
