双组分涂料的成膜过程解析

环氧树脂与胺固化剂，聚合物多元醇或多元胺与多异氰酸酯固化剂之间发生加成聚合交联成膜，它们都是双组分包装，使用前按比例混合，涂装成膜。此类涂料种类很多，如环氧富锌底漆、氟碳漆、聚氨酯漆等，双组分涂料一般不存在贮存稳定性，但是异氰酸酯固化剂对湿气敏感，生产、包装贮存时要加小心。

影响双组分涂料成膜过程的因素很多，首先是双组分的混合和混溶性。例如，环氧树脂与低分子量的脂肪多胺、脂环多胺的分子结构和分子大小差别较大，混溶性差影响混合和扩散效率，混合后需放置一定时间称为“熟化”期。环氧预聚物固化剂或腰果酚酚醛胺固化剂与环氧树脂的混溶性好得多。溶剂体系的选择对改进双组分混溶性同样重要，当然溶剂的极性、电负性、亲质子性对交联反应的影响也应考虑。双组分的比例不应差别太大，配方时应适当调整以便提高混合效率。

功能团之间的反应速率主要受反应动力学控制和成膜物扩散速率双重控制。动力学因素主要是反应物浓度和反应速率常数，而反应速率常数又与反应温度密切相关。与小分子之间的反应不同，聚合物分子链上官能团是按一定结构分布的，它们的反应活性受立体构型等影响有差别，而且聚合链要有必要的移动性将反应基团配合到一起，所以成膜物的扩散速率至关重要。当扩散速率大于反应速率时（反应开始并且低黏度态），反应受动力学控制。随着交联密度增加，涂膜黏度增大，自由体积减小，扩散速率逐步减小低于动态反应速率，成膜 过程变成扩散控制。一旦涂膜的Tg高于室温，扩散已不可能，反应实际中止。这就是为什么有的室温固化涂层需要几周乃至数月才能彻底固化。

温度对两种控制因素都有重要影响。根据不同的成膜条件，适当控制成膜反应速率，避免成膜初期黏度增长过快对保证成膜质量非常重要。双组分混合后黏度增长至无法施工的时间称为施工适用期。这是涂料重要的施工性能参数，也与环境条件有关。水性双组分涂料的成膜过程更加复杂。两种乳液粒子的混合，成膜过程中聚结、混溶、反应等存在更多的控制因素。如果在双组分尚未混溶好之前发生反应，则不可能得到高质量的涂层。