水性聚氨酯分散体干燥过程中会存在膜开裂现象,影响材料的使用性能和美观,那么有哪些因素会导致水性聚氨酯分散体成膜开裂?又应该如何避免水性聚氨酯分散体在成膜时开裂?我们从干燥速度、聚氨酯材料模量、膜厚度等方面一一分析。
1.干燥速度对开裂影响,干燥速度较快时,膜收缩变形快速形成,而蠕变永久形变需要时间,因此造成普弹应变较大,干燥过程易于形成开裂。
2.水性聚氨酯材料模量对开裂,模量较大,易于产生开裂,实践中硬性水性聚氨酯成膜极易形成裂纹。
3.膜厚度影响,与涂膜厚度有很大关系,涂层厚时会产生开裂现象,随着涂层厚度降低,开裂现象越来越轻微,当涂层厚度降低到某一数值后,涂层不再出现开裂现象。
4.高分子交联对开裂的影响,交联会影响高分子材料的蠕变性能,对于线性聚氨酯,其蠕变非常明显,收缩造成的应力很快通过蠕变而使得应力释放。而交联会阻止材料蠕变。因此交联水性聚氨酯分散体成膜更易于开裂。
5.温度对成膜开裂的影响,温度影响比较复杂,如温度会提高干燥速度,降低材料杨氏模量,促进材料粒子界面愈合速度,加快材料蠕变。除了对干燥速度的提高会对开裂造成负面影响,其他因素都会对消除成膜开裂有帮助作用,总体来说,提高温度成膜开裂可能性减小。
6.采用成膜助剂对开裂的影响,成膜助剂的加入对消除膜开裂极为有效,首先成膜助剂的加入,降低了材料模量,帮助分子链运动加快了分散体粒子间界面愈合速度,提高了蠕变速度,当然也会增加成膜体积收缩率,但正面影响远大于负面。
7.粒径对成膜开裂的影响,当水性聚氨酯分散体粒径较小时,通常是引入的亲水基团量较大,粒子边界层也较厚,成膜过程中收缩率会加大,成膜开裂可能性增加。