二、溶劑

   溶劑與非活性稀釋劑的主要區(qū)別是，溶劑主要起溶解樹脂體系的作用，當(dāng)然也能調(diào)節(jié)膠液的黏度；而非活性稀釋劑主要的作用是調(diào)節(jié)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(jìn)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(jié)不牢，以及大部分溶劑揮發(fā)并易然，有一定毒性等不足。因此在配置膠粘劑時應(yīng)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(fā)速度，因?yàn)橹挥泻线m的揮發(fā)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(diǎn)及易燃性。為安全考慮，應(yīng)盡可能采用較高閃點(diǎn)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(huán)氧樹脂可溶解在某些有機(jī)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(huán)氧樹脂的溶劑，對環(huán)氧樹脂有很好的溶解能力。芳烴和醇類不是環(huán)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(huán)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(chǎn)品應(yīng)使用部分高沸點(diǎn)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(zhì)及固體環(huán)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(yīng)注意的是，不同結(jié)構(gòu)的溶劑對固化反應(yīng)會起不同的作用。例如，胺固化環(huán)氧樹脂不能使用酯類作溶劑，因?yàn)轷ヮ惻c胺類固化劑有反應(yīng)，破壞固化劑，降低固化效果；路易斯酸作固化劑時，如選用環(huán)已酮作溶劑，會發(fā)生縮酮化反應(yīng)，這種反應(yīng)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(yīng)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(wěn)定性和涂裝性，提高涂膜質(zhì)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(xué)的觀點(diǎn)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(jié)構(gòu)恢復(fù)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(jié)構(gòu)恢復(fù)速度，在外加剪切力去除后幾乎立即恢復(fù)結(jié)構(gòu)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(chǎn)生不利的影響，并進(jìn)而影響涂膜質(zhì)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(shí)時相關(guān)的結(jié)構(gòu)恢復(fù)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(yīng)用效果優(yōu)于假塑性流變劑。這類流變劑主要有有機(jī)粘土和氫化蓖麻油基有機(jī)蠟等。觸變性與填料的形狀有關(guān)，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(xiàn)在使用的該產(chǎn)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(tuán)，能夠吸附水分子和極性液體。球形顆粒表面有硅醇基。當(dāng)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(tuán)因氫鍵結(jié)合而產(chǎn)生疏松的晶格，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生凝膠作用和很高的結(jié)構(gòu)黏度。在受到剪切力作用時，因氫鍵結(jié)合力很弱，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，凝膠作用消失，黏度下降。剪切力去除后又能恢復(fù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

   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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。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(chǎn)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(diǎn)是在涂料貯存中粘度和觸變性有下降趨勢。

   （2）有機(jī)膨潤土有機(jī)膨潤土流變劑外觀為粉狀物質(zhì)，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(jī)長鏈化合物，經(jīng)分散并活化后，相鄰薄片邊緣上的羥基靠水分子連結(jié)，從而形成觸變性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，外觀則成凝膠狀態(tài)。如果沒有水分子，則不能形成凝膠結(jié)構(gòu)。

   有機(jī)膨潤土在使用時最好先制成凝膠，在涂料的生產(chǎn)過程中在顏料投料階段將凝膠投入。有機(jī)膨潤土的預(yù)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(jìn)入毛細(xì)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(xù)剪切把薄片充分分散，即得到活化的觸變結(jié)構(gòu)（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(diǎn)較低，限制了其在工業(yè)涂料中的應(yīng)用。

   目前國內(nèi)有機(jī)膨潤土生產(chǎn)技術(shù)也比較成熟，有許多型號的產(chǎn)品。天津有機(jī)陶土廠生產(chǎn)的TF4064，TF4065和浙江臨安助劑廠生產(chǎn)的S01，在國內(nèi)應(yīng)用較廣。這些產(chǎn)品的使用性能與美國NL公司的BENTONE34相當(dāng)。制成預(yù)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(jīng)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(tuán)而產(chǎn)生微弱的氫鍵結(jié)合，形成有觸變性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(yīng)，對涂料耐久性無不良影響，在配方中不泛黃，并賦予貯存穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。

   氫化蓖麻油在使用時也需要活化處理?；罨^程及機(jī)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(xù)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(wěn)定的流變結(jié)構(gòu)（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(wǎng)絡(luò)而會析出“晶?！保▓D2-2d、e）。同樣，活化溫度低且活化持續(xù)時間不夠，也會出現(xiàn)這種情況。遇到活化不好起“晶?！睍r，可以按正確的活化方法進(jìn)行重新活化?，F(xiàn)將國外一些公司的產(chǎn)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(zhì)粘結(jié)強(qiáng)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(zhì)，在選用時主要遵循以下原則：①與環(huán)氧樹脂有很好的相容性，在混合之后，能長期穩(wěn)定的與環(huán)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(dāng)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(yùn)。 

   目前用于環(huán)氧膠粘劑的增稠劑主要有有機(jī)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(dá)到要求，近年來大都采用混合型增稠劑。如，在環(huán)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%。