聚氨酯涂料漆膜开裂特点及原因分析

涂料干燥后，漆膜表面出现细小裂缝的弊病称之为漆膜开裂，开裂一旦发生，往往是从涂装工件的边角或接口的位置开始出现，并有逐步向中心部位扩散的趋势。聚氨酯涂料漆膜开裂有以下特点：

a.开裂弊病的出现有一定的地域性，一般黄河以北出现开裂的概率大，黄河以南出现开裂的概率小。

b.漆膜所处的环境温差越大，出现开裂的概率越高；温差越小，出现开裂的概率越低

c.固化剂中三聚体使用的比例越大，出现开裂的概率越高。

d.底材湿度越高，出现开裂的概率越大。

e.配套底漆干燥慢，面漆干燥越快，出现开裂的概率越大。

f.通常出现开裂弊病的时间是在涂装施工一个月内出现，最快隔夜即会出现。

g.施工温度越低，出现开裂的概率越高。

h.曲面出现开裂的概率大，而平面出现开裂的概率小。

聚氨酯涂料漆膜的开裂问题一直是木器漆重点关注的问题，其表观原因:一是客户对干燥速率的过分追求，配方工程师被迫加入更多的三聚体固化剂或其他玻璃化温度较高的组分，导致漆膜的初干速率过快;二是涂装时一次喷涂的湿膜越来越厚;三是低温施工时，固化条件不佳，导致漆膜出现“假干”现象。

聚氨酯漆膜开裂的内在原因，归根到底，是漆膜内应力的原因。

a应力和内应力 应力是物体受外因而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。物体在不受外力作用的情况下，内部固有的应力叫内应力，它是由于物体内部各部分发生不均匀的塑性变形而产生的。当内应力超过漆膜承受的极限时，就会导致漆膜断裂或开裂。

b.漆膜内应力产生的原因 膜内应力产生的原因很多，大致有以下几种。

1、体积变化产生的内应力 当基材与漆膜的体积变化不一致时，就会产生内应力。例如，中国北方的家具厂内通常有暖气设施，用来提高漆膜的固化速率，但家具的运输途中，则气温很低。从家具的固化到运输，环境温度急剧变化，基材和膜的体积收缩不一致，如果产生的内应力超过漆膜的极限应力就会导致开裂。这种开裂的现象通常在黄河以北地区出现，黄河以南地区很少出现。消除体积变化产生的内应力主要是提高漆膜的柔韧性。

2、分子构型变化产生的内应力 聚氨酯涂料在干燥过程中，溶剂不断挥发，分子链的形状变化趋势是由溶液里的舒展状态逐渐变成干膜中的线团状。当溶剂挥发速率很快时，会导致内应力急剧增加，如果产生的内应力超过漆膜的极限应力，就会导致膜开裂。然而，在漆膜固化过程中，异氰酸酯和羟基的交联会起到固定分子链的作用，阻止链的卷曲，降低内应力的产生。因此，提高漆膜的交联速率以及交联密度，可以有效防止开裂的产生。例如，在中国北方低温干燥的条件下施工，由于湿度较低，溶剂挥发速率仍然较快，但是漆膜的交联速率很慢，这种情况下，漆膜出现开裂弊病的概率也就相应增加了。

3、温度高低的交替变化产生交变应力  例如，评估膜开裂性能的时候，会人为地将测试样板在高、低温循环放置，便于观察开裂现象。温度的周期性变化导致内应力也随之变化。

4、相分离产生的内应力  聚氨酯涂料体系中，含羟基组分和异氰酸酯组分由于内聚能的差异，在本质是不完全相容的，两者之间存在一定的相分离现象。固化剂中的氨基甲酸酯或脲基具有较高的内聚能，具有彼此缔合的趋势。含羟基组分由于内聚能较低，也有彼此聚集的倾向。

韶关东森聚焦聚氨酯产业链，专业生产聚氨酯固化剂，形成多个固化剂产品系列，适用不同聚氨酯漆固化条件。其中三聚体固化剂、耐黄变固化剂、水性异氰酸酯固化剂、潮固化固化剂、封闭型固化剂等产品系列性能突出，硬度高、韧性好，已广泛应用于木器漆、地坪漆、工业漆、胶黏剂、眼镜漆等领域。