隨著國家環保政策的變化，傳統的有機溶劑型油漆正逐步的被水性溶劑油漆取代。水性油漆最大的特徵是，用水替代原先的有機溶劑作為油漆的分散劑、稀釋劑。但水的揮發性相對於有機溶劑來說差很多，在常溫常壓情況下水分的自然揮發（蒸發）和有機溶劑相比的話可以說是微乎其微，所以在工業生產時水性油漆成膜過程都是採用加熱式烘乾，只有個別大型設備無法加熱烘乾或者對生產效率要求不高的廠家會採用自然晾乾。那麼影響水性油漆乾燥效率的內在因素有哪些呢？今天以水性聚氨酯油漆和大家分享一下。
水性聚氨酯是以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體系，也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑，無汙染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易於改性等優點。聚氨酯（PU）是一類主鏈上含有氨基甲酸酯鍵重複結構單元的高分子化合物。水性聚氨酯（WPU）是指PU在溶於水或者分散於水中而形成的乳液。由於WPU是以水為分散介質的，所以具有無毒、不易燃、環保等優點，可以用在紡織物、皮革、紙張、橡膠、汽車或者家具表面起到裝飾作用和防護作用，現在已經逐步取代了溶劑型PU漆。
在水性聚氨酯油漆中水分子存在的形式主要有游離水、結合水和凝膠水三種狀態。與溶劑型PU漆相比，WPU乾燥過程的特點是水開始蒸發的溫度點高，外界環境中存在一定的溼度（漆膜本人的水蒸氣壓力需大於環境水蒸氣壓力才會蒸發）。這兩個特點使得水性聚氨酯漆的乾燥速率要比溶劑型的慢，在一定程度上影響了WPU的推廣，所以改善水性油漆的乾燥速率是擴大市場必須要做的研究。
影響水性聚氨酯油漆乾燥速率有哪幾個內在因素呢？外因後續會陸續與大家分享。
第一、固含量的影響。游離水的含量與如何的固含量密切相關，乳液中固含量越高，游離水越少，因此縮短了游離水的揮發時間，從而有利於提高WPU的乾燥速率。有研究表明，WPU的固含量提高到50%以上時，乾燥速率與普通溶劑型PU乾燥速率相當，乾燥時使用碳纖維發熱管將環境溫度加熱到40℃-60℃。在生產過程中可以通過油漆的年度來控制油漆的固含量。
第二、親水基團含量的影響。為了提高WPU的分散性，通常會在PU的分子鏈上引入具有親水性的離子基團，然而，親水基團的引入增加了WPU的乾燥難度，也降低了乾燥速率。
結合水是通過氫鍵、分子間作用力等於PU親水基團結合而成的一種PU膠粒內的水分，其揮發速率遠小於游離水。這也就意味著親水基團越多，乳液中結合水也就越多，從而不利於水分的揮發。另外隨著親水基團含量的增加，整個油漆體系的相變點會相應的後延，不利於高固含量的油漆乳液，說的簡單一些就是水都溶於油漆了，沒有游離水分作為分散劑，油漆無法使用的。因此在確保乳液穩定性的前提下，需儘可能地降低親水基團。
第三、硬段含量的影響。硬段含量的增加可使乾燥速率加快。這是因為隨著硬段含量的不斷增加，軟段和硬段的相容性增大，分子結構越金木，分子鏈運動時水分子越容易排出。但硬段含量也不能過量，當硬段含量大約46%時，乾燥速率會下降，這是因為在乾燥初期乳液表面容易結皮形成封閉式的漆膜，不利於漆膜底層水分的揮發，同時容易出現橘皮、魚眼、附著力不合格的缺陷。
第四、中和度的影響。有禮的羧酸基團具有弱親水性，而中和成鹽的羧基陰離子具有良好的親水性。因此，中和度會影響親水基團的含量，所以中和度越高，分子鏈的親水性越強，故結合水含量也會增加，從而影響WPU的乾燥速率。同時中和度越大，油漆的粘度越高，會導致油漆表面容易結皮，從而影響漆膜內部水分揮發，影響乾燥速率的同時影響產品質量。
第五、成膜基材的影響。成膜基材的表面性質決定著其水分子之間的作用力，因此對油漆的乾燥速率影響很大。比如，WPU水性油漆塗覆在玻璃基材表面的乾燥速率大於塗覆在複合模板基材表面的乾燥速率。這與基材的表面張力、乳液與基材相互作用有關，具有較低表面張力的木材與水的作用力大，導致水分不容易揮發。其實也就是油漆中的游離狀態的水被基材物理吸收，如果想把這部分水烘乾就需要提供更多的熱量來使得水分從基材中揮發出來。
大家明白了影響水性油漆乾燥速率有哪些內在因素了嗎？我們在開發研究油漆時，需要根據這幾個因素來調整油漆的配方，從而得到生產效率高，經濟實用的新型油漆。