二、溶劑 溶劑與非活性稀釋劑的主要區別是，溶劑主要起溶解樹脂體系的作用，當然也能調節膠液的黏度；而非活性稀釋劑主要的作用是調節涂料的粘度，它可能對樹脂體系有溶解性也可能沒有溶解性。 溶劑的加入，使膠粘劑更便于施工，并可在室溫下進行固化，使膠液黏度低，易浸潤被粘物表面、工藝性好等。但溶劑加入也造成膠粘劑在固化時體積收縮率大，溶劑有時會使被粘物表面溶脹，造成粘結不牢，以及大部分溶劑揮發并易然，有一定毒性等不足。因此在配置膠粘劑時應注意選擇使用。 膠粘劑溶劑的選用，首先考慮其對主體樹脂的溶解性能，其次考慮其揮發速度，因為只有合適的揮發速度才能配出性能良好的膠粘劑和涂料來。再其次要考慮溶劑的黏度、閃點及易燃性。為安全考慮，應盡可能采用較高閃點的醇、醚醇和酯類，用丙二醇醚類代替二醇醚以降低毒性，最后還要考慮氣味、毒性、來源難易及價格高低等。 環氧樹脂可溶解在某些有機溶劑中，樹脂的溶解性隨分子量的增加而降低。酮類、酯類、醚醇類和氯代烴類是環氧樹脂的溶劑，對環氧樹脂有很好的溶解能力。芳烴和醇類不是環氧樹脂的溶劑，但是芳烴和醇混合后，則可作為中等分子量樹脂的溶劑。 環氧樹脂涂料多采用混合溶劑，是由溶劑和稀釋劑組成的，可以降低成本，改善漆膜性能和施工性能，提高溶劑的溶解力。刷涂施工的產品應使用部分高沸點溶劑，如乙基溶纖劑等。表2-6和表2-7列出了常用溶劑的性質及固體環氧樹脂在一些溶劑中的溶解特性供參考選用。
在選用溶劑時還應注意的是，不同結構的溶劑對固化反應會起不同的作用。例如，胺固化環氧樹脂不能使用酯類作溶劑，因為酯類與胺類固化劑有反應，破壞固化劑，降低固化效果；路易斯酸作固化劑時，如選用環已酮作溶劑，會發生縮酮化反應，這種反應會影響固化涂膜的性能，尤其是在烘烤的條件下，因此，使用酮類和酯類溶劑時應十分小心。 三、流變及流變劑 1.引言 能夠改善涂料流變性能的助劑稱為流變改性劑，也稱為流變劑。一般的說，流變劑能夠改善涂料的穩定性和涂裝性，提高涂膜質量。例如，防止涂料貯存過程中顏、填料的沉淀，避免涂裝過程中涂料的濺落、流掛，改善涂膜的流平性能等。 從流變學的觀點來看，流變劑還分成觸變性流變劑和假塑性流變劑，二者之間的差別在于外加剪切力撤除后體系結構恢復的速度。這一特性是涂料流動和流平的主要影響因素。假塑性流變劑由于具有極快的結構恢復速度，在外加剪切力去除后幾乎立即恢復結構粘度，因而有利于涂料的防沉降和防流掛，但用量高時會對流動和流平產生不利的影響，并進而影響涂膜質量，如刷痕過重、噴涂時霧化不良等。典型的假塑性流變劑是氣相二氧化硅、可溶性蓖麻油和聚烯烴漿等。 觸變型流變劑在外加剪切力去除后能夠顯示實時相關的結構恢復速度，用之于涂料中即能得到滿意的抗流掛性，又不會損失流動和流平性，在涂料中的應用效果優于假塑性流變劑。這類流變劑主要有有機粘土和氫化蓖麻油基有機蠟等。觸變性與填料的形狀有關，粒子縱橫比（aspectratio）越大，尺寸越小，觸變性效果就越高。 2.幾種常用的流變劑 （1）氣相二氧化硅氣相二氧化硅是較早使用的流變劑，但現在使用的該產品在性能上有了較大提高。氣相二氧化硅為固體粉末，是球形微粒的集合體，其分子上含有羥基基團，能夠吸附水分子和極性液體。球形顆粒表面有硅醇基。當氣相二氧化硅分散于基料溶液中時，相鄰球形顆粒之間的硅醇基團因氫鍵結合而產生疏松的晶格，形成三維網絡結構，產生凝膠作用和很高的結構黏度。在受到剪切力作用時，因氫鍵結合力很弱，網絡結構破壞，凝膠作用消失，黏度下降。剪切力去除后又能恢復原來靜止時的形狀。 氣相二氧化硅在涂料中的用量視最終粘度要求和不加氣相二氧化硅前涂料的粘度情況而定，一般為涂料總量的0.5%～3.0%（質量分數）。 氣相二氧化硅在使用時易受涂料溶劑的影響，在非極性溶劑中的效果最好。在極性溶劑中液體的分子和二氧化硅顆粒間吸引力增大，很難形成疏松的網絡結構。為此。國外有專門用于極性溶劑的氣相二氧化硅，如德國Degussa公司的Aerosil系列產品。 在涂料中氣相二氧化硅可用于防銹涂料，厚漿涂料和裝飾涂料等，以提高粘度，防止顏料沉降，改善涂膜流掛。氣相二氧化硅的缺點是在涂料貯存中粘度和觸變性有下降趨勢。 （2）有機膨潤土有機膨潤土流變劑外觀為粉狀物質，微觀上是附聚的黏土薄片堆，如圖2-1a所示。黏土薄片兩面都附聚有大量的有機長鏈化合物，經分散并活化后，相鄰薄片邊緣上的羥基靠水分子連結，從而形成觸變性的網絡結構，外觀則成凝膠狀態。如果沒有水分子，則不能形成凝膠結構。 有機膨潤土在使用時最好先制成凝膠，在涂料的生產過程中在顏料投料階段將凝膠投入。有機膨潤土的預凝膠原理如圖2-1所示。即先在剪切力的作用下使溶劑或樹脂溶液進入毛細孔隙中而將附聚的薄片堆潤濕（圖2-1a），使附聚的薄片堆解聚（圖2-1b），這時體系的粘度顯著增大。在剪切條件下加入活化劑，使薄片間的距離加大（圖2-1c）。繼續剪切把薄片充分分散，即得到活化的觸變結構（圖2-1d），即膨潤土凝膠。
最常用的活化劑是相對分子量低的醇類，例如甲醇和乙醇。相對分子量低的酮，尤其是丙酮，也可以用作活化劑，但其氣味較大，閃點較低，限制了其在工業涂料中的應用。 目前國內有機膨潤土生產技術也比較成熟，有許多型號的產品。天津有機陶土廠生產的TF4064，TF4065和浙江臨安助劑廠生產的S01，在國內應用較廣。這些產品的使用性能與美國NL公司的BENTONE34相當。制成預凝膠的使用效果高于干粉直接添加的效果。 （3）氫化蓖麻油氫化蓖麻油是由蓖麻油加氫制得的一種蠟狀固體，經過處理，便可作為涂料的觸變劑使用，主要用于增稠、防沉和防流掛。它是12-羥基硬酯酸三甘油酯，在脂肪酸鏈上有羥基，因此顯示出了某種程度的極性。在非極性溶劑中能夠溶脹凝膠化，溶脹粒子間因氫化蓖麻油分子中的極性基團而產生微弱的氫鍵結合，形成有觸變性的網絡結構，改善顏料懸浮性，控制流掛而不犧牲流動和流平性，通常不與涂料其它組成起反應，對涂料耐久性無不良影響，在配方中不泛黃，并賦予貯存穩定性和重現性。 氫化蓖麻油在使用時也需要活化處理。活化過程及機理如圖2-2所示。在活化的第1階段，先用基料溶液將氫化蓖麻油流變劑粉末分散（圖2-2a），活化第2階段是在攪拌狀況下，將基料溶液-氫化蓖麻油粉末混合物升溫至43～53℃，該過程需持續20～30min，使顆粒溶脹充分（圖2-2b）。然后在攪拌的情況下冷卻至常溫，得到具有觸變性能穩定的流變結構（圖2-2c）。 在活化的過程中，溫度的控制是主要的。如果超過最高活化溫度，在冷卻時攪拌不夠，則氫化蓖麻油就不能形成觸變性的凝膠網絡而會析出“晶粒”（圖2-2d、e）。同樣，活化溫度低且活化持續時間不夠，也會出現這種情況。遇到活化不好起“晶粒”時，可以按正確的活化方法進行重新活化。現將國外一些公司的產品列入表2-8。
四、增稠劑 增稠劑在膠黏劑的組成中是一類比較新的配合助劑，它們加入膠粘劑之后，能將施工黏度增稠和使原來一些不黏或難黏的物質粘結強度有所提高，特別是提高其初粘力，并且改善其對被粘物表面的浸潤性。 增稠劑大都是分子量不很大的樹脂類物質，在選用時主要遵循以下原則：①與環氧樹脂有很好的相容性，在混合之后，能長期穩定的與環氧樹脂共同工作，不析出、不分層。②具有最佳的增稠效果，對被粘物表面有相當高的粘附力。③來源豐富，價格便宜，最好為非危險品，以方便貯運。 目前用于環氧膠粘劑的增稠劑主要有有機硅烷化合物、烷基酚醛樹脂、松香或改性松香以及改性淀粉等。考慮到增黏劑的加入，既有施工工藝上的要求，又有粘接性能、膠接接頭性能上的要求，有時單一的增稠劑無法達到要求，近年來大都采用混合型增稠劑。如，在環氧膠中加入叔丁基酚醛外，還加入改性松香，以增加初粘力。增稠劑的加入量一般為總量的1%～20%。 |
