水性聚氨酯(zhǐ)是聚氨酯以(yi)顆粒形式分(fèn)散在水介質(zhì)中，其塗膜為(wei)顆粒堆積膜(mó)。雖然成膜過(guò)程中粒子會(huì)出現變形👄，粒(li)子⭐間出現融(rong)合，但其表面(mian)粒子的痕迹(jì)😄一直存在。這(zhe)種痕迹形成(cheng)的表面凹凸(tū)會對入射光(guāng)造成漫反射(shè)，使得水性膜(mó)表面光澤低(dī)于聚氨酯塗(tú)㊙️膜。
水性聚氨(an)酯比溶劑型(xíng)聚氨酯成膜(mo)粗糙度大
水(shui)性聚氨酯粒(lì)徑大，成膜粗(cū)糙度大
3、調控表面(miàn)粗糙度的方(fang)法
1. 控制粒徑(jìng)——小粒徑，粗糙(cao)度小，光澤度(du)高。
2. 控制顆粒(lì)剪切模量——顆(kē)粒軟，易形變(biàn)，粗糙度小，光(guang)澤度高。
3. 添加成膜——本(běn)質是降低顆(ke)粒剪切模量(liàng)。
4. 采用後固化(hua)交聯方式——将(jiang)相對分子質(zhi)量設計得很(hěn)低，其粒子剪(jian)切模量也就(jiù)不高，成膜後(hou)固化交聯也(ye)可以獲得高(gao)硬度塗層，如(ru)水性UV聚✨氨酯(zhǐ)，2K PU塗膜。
二、豐滿(mǎn)度與通透度(dù)
塗層豐滿度(du)一直是被消(xiao)費者關注的(de)美學熱點，感(gǎn)👨❤️👨覺📞上的一種(zhǒng)厚實感，但到(dào)底什麼是豐(fēng)滿度，怎麼去(qu)評價卻無标(biāo)準。
豐滿度的(de)核心應(ying)該是厚度。更(geng)準确來說，應(yīng)該是看起來(lai)的厚度。因為(wéi)有時儀器測(ce)定塗層具有(you)相同的厚度(du)，豐滿度卻表(biao)現💞出極💔大差(cha)别。有💋些厚塗(tu)層看起來還(hái)會顯得單薄(báo)、幹癟。
根據光(guāng)學原理，感覺(jiao)厚度 hv 與實際(ji)厚度 h 之間的(de)關系如式：
其(qi)中: n—塗膜的折(she)射率
透明塗(tú)層的折射率(lü)越高，塗膜看(kàn)起來就越薄(báo)。
降低塗膜的(de)折射率可以(yi)增加塗膜的(de)豐滿度。
1、塗膜(mo)的通透度
水(shuǐ)性聚氨酯塗(tu)層的通透度(dù)主要與分子(zǐ)結構有關，一(yi)切㊙️形🏃♂️成相分(fèn)離、結晶都會(huì)降低塗層透(tòu)光率。相分離(li)和結晶會形(xíng)成多🌈相結構(gòu)，相之間會形(xing)成界面，相區(qu)的折射率也(yě)會有差異。相(xiang)區界面就會(huì)散射光線而(er)影響透光率(lü)。
三、水性聚氨(ān)酯消光與自(zi)消光
消光的(de)核心——塗膜表(biao)面的漫反射(shè)
消光對塗層(ceng)表面粗糙度(dù)是有要求的(de)，根據反射原(yuán)理，要達到很(hěn)好的消光效(xiào)果，塗層高低(dī)起伏程度必(bì)需達到下式(shì)所♍示的要求(qiu)。
h—塗層表面粗(cū)糙起伏差; λ—光(guang)的波長; α—光的(de)入射角
對于(yú)波長λ為 380 ～ 780 nm 的自(zi)然光，α 一般選(xuan)擇60°。因此要使(shǐ)塗層具有很(hen)好的效果，粗(cū)糙度應該大(da)于 1. 0 μm。
1、消光
消光(guang)粉的消光機(ji)理:
在塗膜幹(gàn)燥過程中，從(cong)厚的濕塗膜(mó)變為薄的幹(gàn)塗膜時，塗膜(mo)💚厚💃度降低，在(zài)塗膜變薄過(guò)程中，部分消(xiāo)光粉顆粒被(bèi)頂托在塗膜(mo)表面，形成粗(cu)糙表面。
消光(guang)粉是一類密(mì)度很低、蓬松(sōng)帶有大量空(kōng)腔的物質，如(ru)。二氧化矽消(xiāo)光粉并不是(shi)中空球體，實(shi)質上它是一(yi)📐種類似一團(tuan)棉🔴球的🔱物質(zhi)。
消光粉在溶(rong)劑型和水性(xing)的不同表現(xiàn)：
2、消光粉消光(guang)存在的問題(tí)
消光粉在水(shui)性體系使用(yong)遇到 2 個難以(yi)解決的難題(tí)：
其一是塗膜(mó)在外力摩擦(ca)下會增光形(xing)成表面光亮(liang)⛱️劃痕
——由于消(xiao)光粉未被填(tian)充、機械強度(dù)低。蓬松的消(xiāo)光顆粒💜在外(wài)力擠壓下會(hui)塌陷而使塗(tú)膜表面失去(qù)粗糙💘度。
其二(èr)是消光塗層(ceng)發灰，黑度下(xià)降
——由于消光(guāng)粉未被填充(chōng)，消光粉空腔(qiāng)中存在空氣(qì)，空氣⚽的折✌️光(guāng)率為1，遠低于(yu)樹脂，折射率(lü)差造成空腔(qiang)界面強烈散(san)射光線，外🏃♀️部(bù)光💔線未達到(dào)塗層基底就(jiu)在塗層中被(bèi)消光☁️粉空腔(qiāng)⁉️散射，而散射(shè)的光線缺乏(fa)色澤為白光(guang)。
3、自消光水性(xing)聚氨酯
自消(xiāo)光水性聚氨(ān)酯目前主要(yao)的發展方向(xiang)是大粒徑，利(lì)用大粒徑水(shuǐ)性樹脂在成(cheng)膜後塗膜保(bǎo)有的粒子痕(hén)👨❤️👨迹形成粗糙(cao)表💞面。
需滿足(zu)以下兩個條(tiao)件：
1. 粒徑必須(xu)大于 1 μm。
2. 粒子形(xíng)變要小。如果(guǒ)粒子形變能(neng)力強，成膜過(guo)程中會出現(xiàn)粒子變形塌(ta)陷，粗糙度會(huì)降低。
4、自消光(guāng)水性聚氨酯(zhi)存在的痛點(dian)
自消光水性(xing)聚氨酯塗膜(mo)的表面凹凸(tu)粒子為實心(xīn)結構，其🙇♀️摩擦(ca)增光現象得(de)到有效改善(shan)，但犧牲了成(cheng)膜物性。
分散(san)體粒子粒徑(jing)大，剪切模量(liàng)高，使其不能(néng)完善成👣膜。為(wéi)了使㊙️得塗膜(mo)表面粒子不(bu)融合獲得粗(cu)糙表面，其塗(tu)♊膜内部粒♉子(zi)難以融合。
塗(tu)膜是粒子堆(dui)積結構而非(fei)緻密的膜結(jié)構
四、展望——聚(jù)氨酯微球消(xiāo)光
1、小粒徑高(gao)物性樹脂+大(da)粒徑微球
大(da)粒徑顆粒在(zài)塗膜表面富(fu)集形成粗糙(cao)表面
小粒徑(jìng)成膜樹脂構(gou)成緻密塗層(céng)本體
參考文獻：
王(wang)武生: 水性聚(ju)氨酯塗料光(guāng)澤控制——理論(lùn)與實踐
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