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摘要:討論了乳膠漆中的潤濕分散劑、顏填料、乳液、增稠劑、色漿本身等對色漿展色性的影響,以解決體系穩定性,以及顏料絮凝、泛白、浮色發花等弊病,提高色漿展色性。經綜合考慮和試驗后,得到穩定、高展色性的乳膠漆配方。
關鍵詞:乳膠漆;展色性;影響因素
0 引言
乳膠漆具有性能優良、施工方便、對環境污染小、具裝飾和保護雙重作用等優點,已成為建筑涂料的主流產品。隨著建筑工業和家庭裝飾裝修業的發展,人們對其裝飾性的要求越來越高,乳膠漆的良好展色性既可滿足人們的要求,又可有效地節約成本。因此,必須避免浮色、發花、返粗、泛白等弊病的產生,以提高色漿的展色性[1]。本文討論了乳膠漆中色漿展色性的影響因素,以獲得最佳展色性的乳膠漆配方。
1 潤濕分散劑的影響
潤濕分散劑有助于顏填料的分散,因為只有對顏填料充分地潤濕,降低它們的表面張力,才能使分散色漿形成穩定的勻相粒子,充分展現其遮蓋力。不同體系的色漿應選擇相應類型的潤濕分散劑,才能充分發揮色漿在涂料中的展色作用[2]。
1.1 潤濕分散劑的作用機理和選擇
潤濕分散劑的作用如下:充分潤濕顏填料表面,協同剪切作用將顏填料從二次結構研磨成初次結構,并使潤濕分散劑穩定化。其作用機理:粒子型潤濕分散劑被吸附在顏填料表面,形成雙電層,因同性電荷相斥,使分散體系穩定化;離子型和非離子型潤濕分散劑也會在顏填料表面形成親水性吸附層,因位阻效應,使分散體系穩定化[3]。目前常用高分子樹脂類潤濕分散劑,如聚丙烯酸鹽類。其優點是可以快速地潤濕顏填料顆粒,分散迅速,穩定性好;受溫度、pH的影響小,使涂料中的顏填料分布均勻,防止顏料絮凝,避免浮色、發花,改善著色力[4]。
1.2 實驗部分
通過對比試驗,以表明潤濕分散劑對展色性的影響,并確定其種類和最佳配比。原材料選擇:潤濕劑,CF-10(改性芳烴基聚醚類,非離子型)、X-405(烷酚聚氧乙烯醚類,非離子型);分散劑,快易(羅門哈斯)、73lA(羅門哈斯)、SN5040(圣諾普科);多功能助劑AMP-95;金紅石型鈦白粉(國產);重鈣(國產,800目);煅燒高嶺土(國產,800目、400目、4000目);滑石粉(國產,800目);汽巴色漿、德固賽色漿、科萊恩色漿、世名色漿、多百麗色漿(氧化鐵紅,氧化鐵黃,炭黑,酞菁藍);進口硅丙、苯丙、純丙乳液。白色基礎漆配方見表1。
表1 白色基礎漆配方
1.3 試驗方法
用氧化鐵紅、氧化鐵黃、炭黑、酞菁藍進行2%沖淡試驗,然后刮黑白板指研,看指研區域與周圍區域色差;用3種不同色漿配制相同的顏色,比較所用的色漿量。
1.4 試驗結果
換用潤濕分散劑的種類和組合,分別用氧化鐵黃、炭黑、酞菁藍進行2%沖淡試驗,所得的指研結果不同;若用此3種色漿配制相同的顏色,所用色漿量不同。這充分表明了潤濕分散劑對色漿展色性的影響,見表2。
表2 潤濕分散劑對展色性的影響
2 顏填料的影響
按照表1配方,采用單一變量法,換用不同粒徑、不同表面處理、不同類型顏填料時,按照上述試驗方法,所測結果不同,粗細搭配平均粒徑小的顏填料,指研區域與其他區域色差小,配制相同顏色所用的色漿量少??梢?,適量加入較細的顏填料,不但可以大大提高涂膜的光滑度、透明度、著色力、著色強度,提高體系的CPVC(臨界顏料體積濃度)值,降低基料的用量,提高經濟效益,而且有利于展色[5]。此外,各種顏填料經過包膜處理后,易于被潤濕分散劑潤濕分散,所以要選擇合適的顏填料,利于分散,進而有助于展色,見表3。
表3 顏填料對展色性的影響
3 多功能助劑的影響
采用單一變量法,按照上述配方和試驗方法,加入AMP-95的乳膠漆與加入氨水的乳膠漆相比,指研區域色差小,配制相同顏色所用的色漿量少,并且隨著AMP-95加量增加,展色性好。故在配方中分批加入AMP-95,用量控制在2‰~4‰。AMP-95具有較強的電荷排斥力,可以提升分散劑或表面活性劑的效能,從而能在減少添加量的情況下獲得良好的顏填料分散狀態。同時,由于它在容器中不會離開顏填料的表面,能獲得更好的長期貯存穩定性[6]。
表4 多功能助劑對展色性的影響
4 乳液的影響
按照上述配方和試驗方法,分別選用苯丙、純丙、硅丙乳液進行試驗,結果見表5。由表5可見:加入硅丙乳液的乳膠漆,指研區域色差最小,配制相同顏色所用的色漿量最少??梢?,硅丙乳液有利于色漿展色。另外,乳液的粒徑、種類、表面張力、硅原子的含量等均影響展色性[7]。
表5 乳液對展色性的影響
5 增稠劑的影響
按照上述配方和方法進行試驗,試驗結果見表6。表6表明:HEC(羥乙基纖維素)、HASE(締合型堿溶脹增稠劑)、HEUR(聚氨酯增稠劑)三者配用,有利于乳膠漆體系展色性的提高。增稠劑的配用,直接影響乳膠漆的體系穩定性,主要表現為體系黏度的變化及分水情況、顏料絮凝、浮色發花等,這些均影響__涂料的展色性。HEC和HASE可滿足貯存穩定性的要求,但HEC為纖維素衍生物,易受酶和霉菌的攻擊,使乳膠漆的黏度下降;HASE類增稠劑對pH值較為敏感,pH大于10時,部分溶解于水,失去增稠作用;HEUR類增稠劑影響施工性能、防飛濺性、抗流掛性等[8]。綜合考慮乳膠漆體系的穩定性和施工性能,應選擇這3種增稠劑配用來提高體系的穩定性和展色性。
表6 增稠劑對展色性的影響
6 色漿本身的影響
色漿與調色基礎漆分屬兩個不同的體系,使用不同的表面活性劑進行保護。若色漿與體系相容性好,則不返粗,不絮凝,親水親油平衡,指研展色性好。按照上述基礎漆和試驗方法,驗證色漿的種類對展色性的影響,結果見表7。另外,水性色漿的粒徑大小、著色力、廣泛適用穩定性、耐酸堿性等,均影響乳膠漆的展色性[9]。
表7 色漿本身對展色性的影響
7 結語
上述試驗采用單一變量法,只能定性表明各組分對乳膠漆展色性的影響,但未進行定量分析,要得到高展色性、高穩定性的乳膠漆配方,必須經過反復的實驗。其中涉及潤濕分散劑與增稠劑的配用問題,例如:HEUR與水溶性分散劑配用時,導致增稠劑不溶解,而多元酸共聚物疏水分散劑與HEUR配用較好,多元酸均聚物分散劑與HASE配用較好等;分散劑與乳液體系的配用問題,例如:在親水的高PVC涂料、醋丙/醋叔等乳膠漆體系,加入低HLB值的親油潤濕劑(如Hydropalat188A等),可提高涂料對親油顏料的展色性;純丙、硅丙以及無皂聚合乳液配制的乳膠漆體系對顏料的展色性差,可以添加潤濕劑PE-100、Hydropalat436/306等。綜合考慮和試驗后,得到穩定、高展色性的乳膠漆配方,見表8。
表8 最佳配方
最后用汽巴色漿配制各種顏色,調深色時可適當降低基礎漆的鈦白含量。配制乳膠漆的性能指標見表9。
表9 性能指標