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涂料皂化缺陷原因與預防措施

嘉峪檢測網(wǎng)        2025-05-24 12:28

1.描述(Description):

 

皂化(如圖1所示)是指涂料中的某些成分(如酯類)與堿性物質發(fā)生皂化反應①,生成肥皂(脂肪酸鹽)的過程。在涂料體系中,這一過程會導致涂層性能下降,出現(xiàn)諸如變色、變軟、附著力喪失等問題。這是因為皂化反應生成的物質改變了涂層的光學性能。例如,對于一些白色的涂料,皂化后可能會出現(xiàn)局部發(fā)黃,影響美觀。

 

涂層出現(xiàn)軟化、發(fā)粘的情況是由于皂化反應使涂料的分子結構發(fā)生變化,降低了涂層的硬度和干燥程度。在觸摸時,可以明顯感覺到涂層不再堅硬,而是有黏性。附著力變差是皂化缺陷的一個重要表現(xiàn)。皂化反應會破壞涂料與基材之間的化學鍵合,導致涂層容易剝落。特別是在受到外力作用(如風吹、日曬、雨淋等自然因素)時,涂層剝落的現(xiàn)象會更加嚴重。耐水性也會降低。因為皂化后的涂層結構變得疏松,水分子更容易滲透進去,從而進一步加速涂層的損壞。

 

圖1 涂料表面皂化缺陷圖

 

2.可能原因(Probable Causes):

 

a. 基材堿性過高:許多建筑材料(如混凝土、新抹灰墻面等)本身具有一定的堿性?;炷林械臍溲趸}等堿性物質會隨著時間緩慢滲出。當涂料涂覆在這些堿性較高的基材表面時,堿性物質會與涂料中的成分發(fā)生反應。例如,一些醇酸樹脂涂料中的酯鍵容易和堿性物質發(fā)生皂化反應;

b. 環(huán)境因素:如果涂料處于潮濕且堿性環(huán)境中,例如在一些靠近大海的建筑上,海風中含有鹽分(NaCl等),當鹽霧沉積在涂層表面,并且在雨后形成堿性環(huán)境時,就容易引發(fā)皂化。另外,工業(yè)污染區(qū)域存在堿性粉塵等污染物,也可能會加速皂化過程;

c. 涂料配方問題:涂料本身成分的不合理設計也可能導致皂化。例如,在配方中使用了不耐堿的成膜物質,或者在制備過程中引入了含有易皂化基團的添加劑。一些低檔的涂料為了降低成本,可能會選用質量較差的樹脂,這些樹脂的化學穩(wěn)定性差,容易與堿性物質反應;

d. 涂料選擇不當:應盡量避免在混凝土基材、堿性磚等堿性表面使用醇酸涂料、油性涂料、聚酯涂料等易于底材發(fā)生皂化反應的涂料配套。

 

3.預防措施(Prevention):

 

a. 基材處理:在涂覆涂料之前,對堿性過高的基材進行處理是非常關鍵的??梢圆捎盟嵯吹姆椒▉碇泻突谋砻娴膲A性物質,例如使用稀鹽酸溶液進行清洗,但要注意清洗后要充分沖洗,避免殘留的酸對涂料造成腐蝕。也可以使用封閉底漆,如環(huán)氧封閉底漆,它能夠在基材和涂層之間形成一道屏障,阻止堿性物質滲透到涂層中;

b. 環(huán)境控制:對于容易出現(xiàn)皂化的環(huán)境(如沿海地區(qū)、工業(yè)污染區(qū)等),可以考慮增加涂層的厚度,或者采用多層涂裝體系,以增強涂層對堿性環(huán)境的抵抗能力。另外,定期對涂層進行清潔,去除表面的堿性污染物,也有助于減少皂化的發(fā)生;

c. 調(diào)整涂料配方:選用耐堿的樹脂作為涂料的成膜物質。例如,丙烯酸樹脂具有較好的耐堿性,可以在可能接觸堿性環(huán)境的涂料配方中優(yōu)先考慮使用。同時,要避免在涂料中添加含有易皂化基團的成分,或者對這些成分進行化學改性,使其能夠耐受堿性條件。

d. 采用封閉底漆:環(huán)氧封閉底漆是一個很好的選擇,它可以形成一道屏障,有效阻止堿性物質滲透到可以與堿性底材發(fā)生皂化反應的涂料層內(nèi)。

 

4.修復方法(Repair):

 

a. 輕度皂化(局部起泡、剝落):用鏟刀或砂紙清除失效涂層,直至露出堅實底材。重新處理底材(如打磨、清潔),補涂配套底漆和面漆,確保層間附著力;

b. 嚴重皂化(大面積脫落、基材銹蝕):徹底清除全部失效涂層,對金屬底材進行二次除銹(如St2 級手工除銹或 Sa2.5 級噴砂除銹)。重新施工完整的涂層體系,必要時增加底漆厚度或更換耐堿性更強的涂料。

 

5.專業(yè)名詞解析(Interpretation of professional terms):

 

① 皂化反應

 

皂化反應是指酯在堿性條件下的水解反應。在皂化反應中,堿(通常是NaOH或KOH)中的氫氧根離子(OH?)進攻酯分子中的羰基碳,使酯鍵斷裂,生成羧酸鹽和醇。以醇酸樹脂為例,醇酸樹脂中的酯基與混凝土中的堿性物質(如氫氧化鈣)會發(fā)生皂化反應,其化學方程式如式1所示,其中RCOOR’代表醇酸樹脂中的酯基結構,R和R’為不同的有機基團,RCOOCa是生成的類似肥皂的羧酸鹽物質,R’OH為生成的醇。

 

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來源:涂料工業(yè)

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