第四章 助 劑

1、第四章 助 劑 第一部分第一部分 簡介簡介 著色涂料是由成膜物質(zhì)（主要有天然樹脂、合成樹脂、改制過油 脂）、顏料（著色顏料、功能性顏料、體質(zhì)顏料）、助劑和溶劑。 其中助劑是涂料中不可或缺的組分，它可以用微小的用量而發(fā)揮著 特定的作用，為改進(jìn)涂料生產(chǎn)工藝，改善施工條件與涂膜外觀，改 善貯存性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，賦予特殊功能。沒有不使用助劑的涂料， 也沒有涂料不使用助劑。 下面列出的是主要的涂料助劑的分類情況： 1 1催干劑和抗結(jié)皮劑催干劑和抗結(jié)皮劑 2 2 乳化劑乳化劑 3 3 濕潤、分散劑濕潤、分散劑 4 4 消泡劑消泡劑 5 5 流平劑、防縮孔劑增滑劑流平劑、防縮孔劑增滑劑 6 6 光引發(fā)劑光引

2、發(fā)劑 7 7 紫外線吸收劑和抗氧劑紫外線吸收劑和抗氧劑 8 8 防污劑防污劑 9 9 防霉劑和殺菌劑防霉劑和殺菌劑 1010 消光劑消光劑 1111 偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑 1212 助成膜劑助成膜劑 1313 增稠劑增稠劑 1414 引發(fā)劑和阻聚劑引發(fā)劑和阻聚劑 1515 防沉劑和流變劑防沉劑和流變劑 1616 pHpH值調(diào)節(jié)劑值調(diào)節(jié)劑 1717 催化劑催化劑 1818 抗靜電劑及導(dǎo)電劑抗靜電劑及導(dǎo)電劑 1919 附著力促進(jìn)劑附著力促進(jìn)劑 當(dāng)然，也有人把助劑分為水性助劑水性助劑和溶劑型助劑溶劑型助劑兩大類， 主要是針對涂料體系的特性而言，給使用者在選擇水性和溶 劑型涂料體系采用的助劑有一個明確的提示，

3、使用戶在選用 助劑時多一個參考系統(tǒng)，也是十分有益的。 第二部分第二部分 著色涂料所用助劑的品種著色涂料所用助劑的品種 涂料助劑能在涂料制造、貯存、施工及成膜后的各個階段發(fā)揮 作用。按其用途可進(jìn)行如下分類。 （1）在涂料制造時發(fā)揮作用的助劑 顏料分散是涂料生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵，對涂料的性能有極大的影響 。為了提高額料的分散效果，研磨分散階段使用的助劑主要有濕潤 劑、分散劑、它不但能提高工效、降低能耗，還可以提高涂料貯存 的穩(wěn)定性、漆膜的耐候性，增加光澤防止沉淀。 消泡劑是乳膠漆生產(chǎn)時不可缺少的一種助劑，否則生產(chǎn)及包裝就 無法進(jìn)行。 （2）在貯存和運(yùn)輸時發(fā)揮作用的助劑 涂料在貯存中容易產(chǎn)生顏料粒子絮凝、

4、返粗、沉淀、增稠、結(jié) 皮，除此之外水性涂料還易產(chǎn)生腐敗生雹，結(jié)冰破乳，運(yùn)輸起泡等 不良現(xiàn)象。分散劑、防沉劑、防結(jié)皮劑、防腐劑、防雹劑、凍融穩(wěn) 定劑，消泡劑能防止涂料在貯存和運(yùn)輸期間產(chǎn)生上述各種不良現(xiàn)象 。 （3）在涂料施工和涂膜 干燥中發(fā)揮作用的助劑 由涂料形成涂膜要經(jīng)過涂裝，涂裝的方法很多，有刷涂、噴 涂、淋涂、滾涂、靜電噴涂高壓元?dú)鈬娡?、電泳涂裝等，無論 那種方法有時涂膜都會產(chǎn)生一些病態(tài)，其原固不易弄值，有的 易于解決，有的則難以消除。使用涂料添加劑是消除病態(tài)的對 策之一。 在涂料施工中容易出現(xiàn)的涂料病態(tài)有流墜、流乎性不好、桔 皮、氣泡、縮孔、縮邊、漏底浮色發(fā)花等問題，這些問題可以 使用防

5、流掛劑、流平劑、表面狀態(tài)控制劑、浮色發(fā)花防止劑等 來解決。為了提高涂膜的干率，縮短干燥時間例如醇酸樹脂等 氧化干燥型涂料，必須使用催干劑來調(diào)整干率。 最近在烘烤固化型涂料中，為了縮短固化時間，達(dá)到節(jié)省能 量的目的，經(jīng)常采用固化促進(jìn)劑，以此來降低固化溫度。還如 聚酯涂料中使用的固化劑、固化促進(jìn)劑等。 （4）在涂膜中發(fā)揮作用的添加劑 在涂料配方中使用的助劑有些是在涂料成膜后才顯示或發(fā)揮作 用的。如紫外線吸收劑、劃痕防止劑、防粘連劑、防酶劑等均能增 加涂膜的自身保護(hù)作用，延長其使用壽命。還有的助劑能使涂膜的 某些性能得到明顯的提高或改善，如分散劑能提高涂膜光澤、著色 力，遮蓋力，耐候性等，偶聯(lián)劑能增

6、加涂膜的附著力，流平劑、增 滑劑能提高涂膜的平滑性，光澤等。消光劑能降低涂膜的光澤。上 述這些助劑是在涂料成膜后才顯示出作用，另外還有些助劑則能賦 予涂膜某些新的功能。如阻燃、導(dǎo)電防污劑等。 著色涂料制造、貯存、施工等過程中使用助劑品種較多，改進(jìn)涂 料加工性能、施工性能和涂膜的外觀。還有另外一類助劑，是能賦 予涂料某種特殊性能的，如紫外光吸收劑，可以減少物體間接觸是 冒火花，保證安全生產(chǎn)。海洋船艦的船底漆，要加防污劑，殺死附 著船底的微生物，保證船速不會因微生物附著過多而影響船速。船 艦甲板用涂料要添加防滑劑和耐磨劑等。 能夠定向吸附在理料的表面，取代顏料表面的吸附物 如水和空氣等，增強(qiáng)顏料與

7、漆料的親合力，縮短顏料 在漆料中研磨分散時間 能夠提高顏料濕潤分散效率的表面活性劑 1. 定 義 2. 作 用 3. 機(jī) 理 DLVO理論 空間位阻效應(yīng) 一、潤濕分散劑一、潤濕分散劑 DLVO理論 水性分散體系 若顏料粒子表面帶電那么在其周圍就會吸附一層相反的電荷， 構(gòu)成了雙電層。一個帶電粒嚴(yán)形成的雙電層，可以看作四周為 離子氛包圍的帶電粒子。當(dāng)布朗運(yùn)動使兩個粒子的離子氛互相 重疊時，重疊區(qū)域的電荷濃度發(fā)生變化，會重新分布，導(dǎo)致兩 粒子間的電荷產(chǎn)生斥力。若該斥力大于范德華引力，則粒子被 斥開，分散體處于穩(wěn)定狀態(tài)，否則兩粒產(chǎn)會相互凝聚，分散體 系就會出現(xiàn)許多弊病，如沉淀、發(fā)花、光澤下降、遮蓋力和

8、著 色力降低等。 空間位阻效應(yīng) 有機(jī)介質(zhì) 分散劑或高分子聚合物吸附在顏料的表面，顏料粒子被一層可 溶性聚合物包圍著形成保護(hù)屏障層。當(dāng)帶著吸附層的兩個粒子 相互接近，吸附層重疊時，會產(chǎn)生兩個力；一是滲透壓效果或 反溶劑化效果；二是熵斥力。 B B組分是由組分是由b b或或b b十十c c組成，主要作用是促進(jìn)吸附鏈能夠更迅速、更牢固組成，主要作用是促進(jìn)吸附鏈能夠更迅速、更牢固 地吸附在顏料的表面，或當(dāng)分散劑在水漿中應(yīng)用時起乳化作用。地吸附在顏料的表面，或當(dāng)分散劑在水漿中應(yīng)用時起乳化作用。 A A組分是由組分是由2x2x十十Y Y構(gòu)成，構(gòu)成，Y Y是吸附鏈，是吸附鏈， X X是分散鏈節(jié)，是分散鏈節(jié)，

9、 這是個典型的這是個典型的ABAABA型嵌段共聚物。型嵌段共聚物。 x x鏈的長短決定吸附層的厚度、鏈的長短決定吸附層的厚度、Y Y 鏈決定吸附牢度。鏈決定吸附牢度。 4. 種 類 1.溶劑型涂料使用的潤濕分散劑 （1）天然高分子類 卵磷脂是這類添加劑的代表品種，作為油性潤濕分散劑用在涂 料和油墨之中。吸附在無機(jī)顏料的表面上有潤濕和分散的效果，使 顏料形成或絮凝結(jié)構(gòu)，因此具有防浮色、防沉淀、防流掛的作用。 加添必須準(zhǔn)確，多加、少加都會影響涂料的性能。由于卵磷脂中含 有磷脂質(zhì)，容易和基料中游離酸反應(yīng)，能夠降低涂膜性能。使用不 當(dāng)還會降低涂膜的光澤。 （2）合成高分子類 這類添加劑一般是合成的長鏈

10、聚酯的酸和多氨基鹽。屬于兩性 的表面活性劑，所以應(yīng)用范圍比較廣。吸附在顏料表面上，吸附 膜較厚，提高了顏料分散的穩(wěn)定性，可以防止浮色發(fā)花。另外靜 電涂裝時能降低電阻值，增強(qiáng)導(dǎo)電性。 （3）多價羧酸類 該類添加劑可以使混合顏料形成雜絮凝，防止單一顏料的過 渡絮凝。還有添加到顏料色漿中，可作為研磨助劑使用。 （4）特殊乙烯類聚合物 這類添加劑具有齊聚物分子量。屬于高分子活性劑，作為分 散穩(wěn)定劑、潤濕劑。根據(jù)分子量和組成不同，還可作流平劑、消 泡劑使用。 （5）偶聯(lián)劑 目前應(yīng)用較多的有硅系和鈦系偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑分子的兩端結(jié) 構(gòu)不同，一端親有機(jī)物質(zhì)，另一段親無機(jī)物質(zhì)，在體系內(nèi)，耦聯(lián) 劑起到了有機(jī)和無機(jī)物

11、的架橋作用，將有機(jī)物和無機(jī)物聯(lián)接起來 。偶聯(lián)劑在涂料中使用具有潤濕、分散、防沉、增加涂膜的附著 力等作用。 2水性涂料使用的濕潤分散劑 （1）潤濕劑 陰離子型的潤濕劑有二烷基（辛基、已基、丁基）璜基琥珀 酸鹽、烷基萘磺酸鈉、蓖麻油、硫酸化物、十二烷基磺酸鈉、硫 酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化物等。陽離子型的潤濕劑有烷基吡 啶鹽氯化物。非離子系的有烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚 、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯乙二醇烷基芳基醚、乙炔乙 二醇等。 （2）分散劑 分散劑有三大類，無機(jī)類、有機(jī)類、高分子類。效果較好的 是高分子類。 無機(jī)類有聚磷酸鹽（焦磷酸鈉、磷酸三鈉、磷酸四鈉、六偏 磷酸鈉等）、硅酸鹽

12、（偏硅酸鈉、二硅酸鈉）。 有機(jī)類有陰離子型、陽離子型、非離子型的3類。烷基聚醚 硫酸酯、烷基芳基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基鈉磺酸鹽、二 烷基磺基琥珀酸鹽、烷基笨磺酸鹽、烷基笨磺酸鹽、脂肪酸酰 胺衍生物硫酸酯、蓖麻油硫酸化物、聚乙二醇烷基芳基醚磺酸 鈉等為陰離子型。烷基酚聚乙烯醚、二烷基琥珀酸鹽、山梨糖 醇烷基化物、聚氧乙烯烷基酚基醚等為非離子型。烷基吡啶翁 氯化物、三甲基硬脂酰銨氯化物等為陽離子型。 高分子類有聚羧酸鹽、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍 生物、順丁烯二酸酐共聚物（二異丁烯順酐；苯乙烯順酐 ）、縮合萘磺酸鹽、非離子型水溶性高分子（聚乙烯吡咯酮、 聚醚衍生物）等。 類 型 商品名稱基

13、本結(jié)構(gòu) 性能和用途 生產(chǎn) 公司 合 成 高 分 子 類 Anti- Terra-P 陽離子型 長鏈羧酸 多氨基酰 胺的磷酸 鹽溶液 潤濕分散劑，有利于研磨分散，能防止沉 淀、浮色發(fā)花，提高貯存的穩(wěn)定性。添加量： 有機(jī)顏料1.01.5 無機(jī)顏料0.22.0 總漆量0.11.5 BYK 公司 Anti Terra-204 電中性 多氨基酰 胺的高分 子羧酸鹽 用于底漆及二道底漿中，具有潤濕分散防 沉及防流掛作用，作有機(jī)改性膨的活化劑 BYK 公司 Texaphor- 963或 963S 電中性 聚羧酸和 胺衍生物 的鹽，溶 解在50 的高級芳 烴中 主要用于潤濕、分散、防沉、防浮色發(fā)花， 還具有防

14、腐、防結(jié)皮及流平作用，是一種極好 的有機(jī)改性膨潤土的活化劑 該產(chǎn)品應(yīng)用范圍較廣，可用于醇酸、環(huán)氧、 丙烯酸、油基、氨基等涂料中，對氧化鐵、炭 黑、華籃、TiO、ZnO立德粉等顏料具有良好 的潤濕分散性 添加量：顏料總量的0.10.2 在有機(jī)改性膨潤土預(yù)凝膠中約占膨潤土量的 3050 HEN KEL 公司 表 170 國 內(nèi) 常 用 的 濕 潤 分 散 劑 續(xù)表 類 型 商品基本結(jié)構(gòu)性能和用途 生產(chǎn)公 司 聚 羧 酸 酯 類 BYK- P104 S 陰離子型 較低分子量的不飽 和多羧酸聚合物 于聚硅氧烷共聚物 的混合溶液 用于中、高極性涂料中，也可用于胺中 和的水性涂料。能控制顏料和基料的絮 凝

15、，因含有硅樹脂，因此具有防浮色發(fā) 花，增加涂膜光澤和平滑性的作用 ，改善削光劑和顏料的定向，防止顏料 產(chǎn)生硬底沉淀，它是一種通用的濕潤分 散劑和浮色發(fā)花防止劑 添加量：無機(jī)顏料量的0.52.5 總配方量的0.10.8 BYK公 司 904或 904S 陰離子型 高分子羧酸，S表 示含有硅酮樹脂 可用于溶劑型的水性涂料，具有防止顏 料浮色發(fā)花、提高涂膜的光澤、平硬性， 能使削光粉定向排列，防止產(chǎn)生硬底沉 淀，只要用于環(huán)氧、丙烯酸、聚酯、聚 氨酯、乙烯類涂料中 添加量：無機(jī)顏料0.53.0 有機(jī)顏料2.05.0 臺灣德 謙公司 續(xù)表 類 型 商品名 稱 基本結(jié)構(gòu)性能和用途生產(chǎn)公司 活 性 高 分

16、子 類 DP S81 高分子型分散劑 嵌段共聚的高分 子聚合物 具有較多的吸附基，吸附牢固性強(qiáng)，吸附層厚， 因此涂料的貯存穩(wěn)定性好 能提高顏料的著色力、 遮蓋力、提高涂膜的光澤和平滑性，具有良好 的防浮色發(fā)花作用，可用于中、高級性樹脂系 統(tǒng)中的無機(jī)或有機(jī)顏料的濕潤分散劑 適用于醇酸、無油聚酯/三聚氰胺、丙烯 酸/三聚氰胺、聚酯聚氰酯、丙烯酸聚氨酯 等涂料體系中 添加量：無機(jī)顏料25 有機(jī)顏料1030 臺灣德謙公 司 活 性 高 分 子 類 DP 983 高分子型分散劑 嵌段共聚的高分 子聚合物 與DPS81大體相同 添加量：無機(jī)顏料25 有機(jī)顏料1040 臺灣德謙公 司 Tego Disper

17、 s710 高分子型分散劑 堿性氨基甲酸乙 酯齊聚物 作用與DPS81大體相同，主要適用于下列顏 料：芳胺類、蒽醌類、萘酸AS類、炭黑、酞青 系列、氧化鐵紅系列等，可用于聚酯/聚氨酯、 丙烯酸/聚氨酯類涂料。 添加量：有機(jī)顏料量的520 炭黑量的1530 無機(jī)顏料兩地25 Tego Chemie Service GmbH 二二 表面狀態(tài)控制劑表面狀態(tài)控制劑 防流掛劑等助劑 涂膜表面狀態(tài)是涂料的主要性能指標(biāo)之一。涂膜常出現(xiàn)桔 皮、浮色發(fā)花、氣泡、縮孔、針眼、流掛等弊病。 表 面 狀 態(tài) 控 制 劑 流平劑 防浮色發(fā)花劑 消泡劑 流平是指涂料在涂覆后尚未干燥成膜之前,涂膜由粗糙不平 整的表面逐漸變

18、為平整光滑的表面過程 流平劑 1.定 義 2.驅(qū)動力 重 力 表面張力 表面張力差 3.影響因素 t o 3 4 a a lg 2262 t sPa粘度， N/m涂料的表面張力， cm波長長 cm涂層平均厚度，h s時間， t cm后的振幅，t經(jīng)過一段時間a cm初始振幅，a t o 式中 4.流平劑種類及機(jī)理 (1)溶劑型流平劑 由多種溶劑混配而成，常用的溶劑有高沸點(diǎn)芳烴、酮、酯、醇、 四氫化萘、十氫化萘等這類流平劑是由多種溶劑混配而成的。 常用的有-高沸點(diǎn)芳烴，酮，酯，醇等溶劑進(jìn)行混配，其作用 機(jī)理在于調(diào)整涂料中溶劑的揮發(fā)速度、降低粘度，改善涂料的 流動性，提高涂膜的平整度。與此同時，流動

19、性也隨之增大， 容易產(chǎn)生流掛，因此，在使用過程中應(yīng)注意調(diào)節(jié)流平與流掛的 關(guān)系，尋找一個最佳的范圍。 以商品形式出售的有德國BYK公司生產(chǎn)的BYKETOL-OK和 BYKETOL-SPEEIAL，前者推薦在烘烤型涂料、類及硝基漆中 使用，具有防止氣泡、針孔、縮孔的作用，用量為漆量的2%- 7%。后者推薦在聚氨酯和環(huán)氧樹脂涂料中使用，也可在硝基漆 中使用，主要是提高流平性、防止氣泡孔和縮孔。用量為漆量 的2%-5%。 (2)丙烯酸類流平劑 - 多元或改性共聚物 第二類是以相容性受限制的長鏈樹脂為主要組成物。常用的 有：聚丙烯酸酯類、醋丁纖維素類等。起作用是降低涂料與底 材之間的表面張力而提高潤濕性

20、。由于其分子量較低，同涂料 的樹脂不完全相混溶。因其表面張力較低，可以從樹脂中滲出 ，使被涂物體潤濕，及早排除被涂固體表面所吸附的氣體分子 。因?yàn)檫@種被吸附的氣體分子若被排除的時間過遲，涂料粘度 會迅速上升，阻礙氣體排除。這樣就會在固體化涂膜表面形成 凹穴、縮孔、桔皮等缺陷。 這類流平劑多為丙烯酸酯共聚物，它們與環(huán)氧樹脂、聚酯 樹脂和部分聚氨酯樹脂的相容性較差，因此，在與這些樹 脂配伍時用量都不宜過大。在環(huán)氧樹脂中為樹脂質(zhì)量的 0.51.0%；聚酯樹脂中為1.0%左右；聚氨酯樹脂中為 1.01.5%。 常用的有Henkel公司的 Perenol F40，可用在醇酸、環(huán) 氧、氨基/丙烯酸烘漆，丙

21、烯酸涂料，聚氧乙烯共聚物涂料， 雙組分聚氨酯涂料，氯化橡膠涂料，硝基漆中，也可用在 粉末涂料中，用量為0.21.0%。 另外 ，BYK公司的 BYKVP354、3609、 3529 Tego Chemie Service GmbH 公司的Tego Flow 300等，使 用效果較好。推薦在聚氨酯涂料、雙組分環(huán)氧樹脂涂料、 醇 酸/氨基涂料、丙烯酸/氨基涂料中使用。 (3)有機(jī)硅類流平劑 應(yīng)用最早、最廣泛 第三類是以相容性受限制的長鏈硅樹脂為主要組成。常用的有 二笨基聚硅氧烷，甲基笨基硅氧烷，有機(jī)基改性硅氧烷等。這類物 質(zhì)具有控制表面流動之效果，起到改善劉平作用。而且當(dāng)溶劑揮發(fā) 后，硅樹脂在涂膜

22、表面形成單分子層，它是一層極薄而光滑的膜， 從而改善涂膜的光澤。另外，硅油本身是一種表面活性劑，它又可 以提高對底材的潤濕性，從而改善流平性。 目前市場上使用比較多的產(chǎn)品有，Henkel公司的 Perenol S4、S400、S43;臺灣得謙公司的435、455、 466；BYK公司的BYK300(聚醚型)、310(聚酯型)； Tego公司的Tego Glide 100,ZG400,405,406,450等ftjb都是聚醚改性的。 防流掛劑 1.定 義 流掛也叫流墜，指在垂直面上涂裝時涂料下垂，在發(fā)生流掛區(qū) 域內(nèi)，涂膜厚度變得不均勻，出現(xiàn)堆積現(xiàn)象。流掛的形態(tài)各異， 有的面積較大成簾暮狀，有的成

23、條紋狀、水柱狀、波紋狀。 2.驅(qū)動力 重 力 3.影響因素 式中V為流掛速度，h為涂膜厚度， 2 gh 2 V 為涂料密度， 為涂料粘度。 即粘度越低，涂膜越厚，越容易產(chǎn)生流掛。 涂料的粘度低，涂膜薄有助于防止流掛，但不易流平，可見流平 與流掛恰好是矛盾的。而防流掛劑具有緩和這對矛盾的功能。防流 掛劑能夠通過次價鍵形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體，使涂料獲得結(jié)構(gòu)粘性、變成 觸變流體，從而使涂料達(dá)到既能流平而又不流掛的目的。防流掛和 防沉劑基本上是通用的，都有增稠觸變作用，在涂料中能形成網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，防止流掛和沉降。 4. 流平與流掛 5. 種類 蓖麻油衍生物 Henkel 公司的Rilanit Special M

24、icro Rilanit HT Exrta； NL公司 (美國)的 Thixcin R. ThixatroiST ； ICI公司的Thixomen . 氫化蓖麻油用于氯化橡膠、乙烯類。環(huán)氧和醇酸樹脂漆中，尤其 用于厚漿涂料中，無氣噴涂，要求在高剪切速率下粘度的，便于 施工。在成膜時，很低剪切速率下涂料粘度高，防止垂直面上流 掛。在貯存中粘稠，防止顏料沉降。 有機(jī)改性膨潤土 產(chǎn)品有：天津有機(jī)陶土廠生產(chǎn)的4604。4605和浙江臨安助 劑廠的S01；進(jìn)口產(chǎn)品有NL公司的BENTONE 27、34 、38 等。 金屬皂 辛酸鋁，硬脂酸鈣、鋅、鋁和稀土皂等。 聚乙烯蠟 是乙烯和其他單體在高壓下經(jīng)自由基

25、聚合反應(yīng)制得，主要產(chǎn) 品有：臺灣德謙公司的201 防沉劑，NL公司的MPA系 列產(chǎn)品。分子量15003000的乙烯共聚物統(tǒng)稱聚乙烯蠟， 使之溶脹和分散于非極性溶劑中，制成凝膠體，用于氨基聚 酯樹脂等涂料中，可獲得觸變性能。 超細(xì)二氧化硅 這是一種經(jīng)過表面處理的氣相二氧化硅，以便于在涂料中分 散，常用產(chǎn)品有Dcgassa公司的Aerosil R972、Cok84、300、 380等等。氣相二氧化硅用在非極性液體中有最大的增稠效應(yīng)。 在這種體系中二氧化硅顆粒和液體中分子間的相互作用在能 量上大大弱于顆粒自己相互之間的相互作用。氣相二氧化硅 采用三輥磨分散效果最好，高速攪拌次之。 二氧化硅可用于防銹

26、材料、厚漿涂料，提高貯存粘度，防止 顏料沉降，改善涂膜流掛。氣相二氧化硅的缺點(diǎn)是在貯存中 粘度和觸變性有下降趨勢。 經(jīng)處理的微細(xì)碳酸鈣 粒徑為25-60微米的碳酸鈣經(jīng)脂肪酸或樹脂處理，用于長油 度醇酸涂料，乙烯類涂料。 控制顏料絮凝防沉劑 能收附在顏料和填料表面，使分散后的顏料產(chǎn)生微弱的絮凝 結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的粘度。從而使涂料具有防沉，防浮色發(fā)花的作 用。 三三 消泡劑消泡劑 1. 泡沫的產(chǎn)生原因 表面活性劑的存在 涂料是多種材料組成的，各自表面張力不同，具備了起泡的 因素。若加入表面活性劑，會形成發(fā)面膜，就容易產(chǎn)生沫； 化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡 聚氨酯涂料中若混入微量水，水與異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)會產(chǎn)生 二氧

27、化碳?xì)怏w，在漆膜中出現(xiàn)小氣泡和針孔； 在有孔隙的底材上涂裝，孔隙內(nèi)的空氣自涂膜內(nèi)部上溢，因 氣泡上升不到表面，留在涂膜中就形成魚眼，若上升到表面， 就會形成縮孔和針眼。尤其是在木材或水泥的底材上涂裝， 經(jīng)常會出現(xiàn)氣泡。 2. Marangoni 效應(yīng) 3. 消泡劑作用機(jī)理 4. 消泡劑種類 水系涂料用消泡劑的主要成分有水不溶的礦物油、蔽烯 油、脂肪酸低級醇酷、高級醇、高級脂肪酸、高級脂肪酸 金屑皂、高級脂肪酸甘油酯、高級脂肪酸酞胺、高級脂肪 酸和聚乙烯多胺的衍生物、聚乙二酵、PI MroMM型、 ucON型聚醚、有機(jī)磷酸三酯、有機(jī)硅樹脂、改性有機(jī)硅 樹脂、二氧化硅有機(jī)硅配合物等。溶劑型涂料使用

28、的消 泡劑的主要成分有低級醇、高級脂肪酸金屬皂、低級醇的 磷酸園、有機(jī)硅樹脂、改性有機(jī)硅樹脂、二氧化硅和有機(jī) 硅樹脂的混合物，有機(jī)高分子聚合物 和齊聚物的衍生物等。 常用的產(chǎn)品有： 德國Henkel公司的Perenol E1、.E2、E3,可用于硝基漆， 醇酸漆，丙烯酸漆。環(huán)氧樹脂漆。 德謙公司的5500，6500在聚氨酯涂料中使用效果較好。 Tego公司 Airet 930、 Tego Flow 300 荷蘭EFKA公司的EFKA20、21、22和EFKA 772、777。 BYK公司的產(chǎn)品有BYK051、052、053、055、057、056、066、 070、077、080等。 四四 消

29、光劑消光劑 近年來，在某些領(lǐng)域因使用目的和環(huán)境的需要，常采用無光或 平光的涂層來裝飾和保護(hù)材質(zhì)。特別是木材用無光或平光涂層裝飾， 既適應(yīng)現(xiàn)代的美學(xué)觀，又使視力不易疲勞，很受人們青睞。 我們把加入涂料中主要影響光澤亮度的各種天然和合成的材料 稱為消光劑。當(dāng)光從光滑表面上反射，就出現(xiàn)光澤。當(dāng)光射到表面 上是散射而不是反射時，表面無光澤。在漆膜中任何微小的不規(guī)則 性將會引起光的散射。消光劑是在漆膜干燥和固化時，在漆膜表面 提供微小粗糙以降低光澤。粗造表面是散射光而不是反射，觀察到 的是無光表面，用消光劑可增加漆膜表面不規(guī)則性，但保持平滑。 高顏料份涂料通常具有低光澤，因?yàn)轭伭狭Ｗ油怀鲈诒砻媸贡砻?組

30、糙。光澤通常與水平面成60角來測定。許多配漆師為達(dá)到這個 目的在配方中加入填充料。有時候加入完全不同材料如廉價的木 粉，在漆膜表面造成不規(guī)則。有些消光劑專用于降低光澤。 配方考慮在決定選用哪種類型的消光劑之前，最終使用者必須考 慮涂裝表面光滑性，漆膜透明性和總的外觀，同樣消光劑的選用會 產(chǎn)生施工性能的重大差別如粘度、重新分散和光澤穩(wěn)定性。 二 消光劑種類及作用機(jī)理 消 光 劑 有機(jī) 合成蠟及硬脂酸的金屬皂等 懸浮型的，隨著溶劑的揮發(fā)， 析出懸浮在涂膜的表面 無機(jī) 合成二氧化硅、高嶺土、硅藻等 充填型的，均勻地分散在涂層的 體積內(nèi) 目前，用蠟處理的二氧化硅是涂料工業(yè)最好的一種消光劑。 用蠟對無機(jī)

31、消光劑尤其是二氧化硅進(jìn)行表面處理，改善了二 氧化硅的分散性能，改進(jìn)了易產(chǎn)生凝聚沉淀的弊病，保留了 二氧化硅消光效率高的特性。同時，把蠟手感好、耐劃傷性 強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)也賦予丁二氧化磚。 二氧化硅：二氧化硅在工業(yè)上是作為一種典型的消光劑，它適用 于溶劑型和水性體系，實(shí)際上用于所有類型樹脂體系中：丙烯酸類， 乙烯類聚酪類，硝基纖維素類，聚氨酯類和醛酸類。光澤的降低 與粘度增加有密切關(guān)系，而粘度增加有時候?qū)ξ覀兊呐淦峁ぷ鲙?困難。 在有機(jī)溶劑型、水性和高固體涂料中，用合成二氧化硅消光劑生 產(chǎn)出低光澤的漆膜。特別是水性罩面漆不能承受高剪切力，否則會 破壞乳液和起泡沫。因此消光劑必須容易潤濕且在低剪切條件下

32、進(jìn) 入涂料中。適用的二氧化硅是沉淀二氧化硅，氣相二氧化硅，硅藻 土，二氧化硅凝膠。 應(yīng)用：二氧化硅用于建筑涂料，清漆，卷材涂料和一般工業(yè)涂料 ，工業(yè)木器漆、面漆、防腐蝕底漆、美術(shù)漆及絨面漆等方面。有些 涂料特別是卷鋼涂料對合成二氧化硅的質(zhì)量要求非常高。 精致的家具及其他木器產(chǎn)品上用的透明涂料，消光后能獲得半光 漆。木器漆的一條非常重要的原則是透明度，這并不能從天然消光 劑中獲得，因?yàn)樗鼈兊恼凵渎时韧苛现袠渲?。兩者在折射率上?差異造成體系內(nèi)部產(chǎn)生混濁，因此所用的消光劑必須與溶劑型涂料 和水性涂料體系中的樹脂折射率近似。 通過二氧化硅與樹脂的折射率的匹配及控制粒子的大小就能獲得 涂料的透明性。

33、它的表面是否處理，對涂料的透明性有重大影響。 水性涂料要比常規(guī)溶劑型涂料的沉陷問題要嚴(yán)重。因?yàn)檫@樣，有 時要使用蠟處理過的二氧化硅、因它們能提供較好的懸浮性能。但 在分散過程中要特別注意，因?yàn)槿缦瀼亩趸枭厦撻_，將在最終 漆膜中產(chǎn)生縮孔。在溶劑型涂料中二氧化硅總是作為后添加劑。 水合二氧化硅有充滿水的孔隙，不會產(chǎn)生聚結(jié)問題。 為將多孔二氧化硅加到水性體系中，二氧化硅必須先在水分散介 質(zhì)、成膜助劑、共溶劑和增稠劑中進(jìn)行預(yù)潤濕，然后加入聚合物分 散體中。 增光劑增光劑：與消光劑相反，那些能降低漆膜表面粗糙度而增加光的 直射、反射的物質(zhì)稱為增光劑。 能夠改進(jìn)涂膜表面平整度和光潔度的助劑都有增光的作

34、用。如潤 濕分散劑促進(jìn)顏料良好分散，是提高成膜后高光澤的重要條件。流 平改進(jìn)表面平整度，提高涂膜光澤，有機(jī)硅體系，改進(jìn)表面張力， 流平性，也對增光有作用。 發(fā)花與浮色總稱為顏料漂浮，這是涂料施工后漆膜仍處于濕態(tài)時 所發(fā)生的顏色變化，但二者表與形式卻不同。發(fā)花指新涂成的涂膜 中存在多種顏料的不均勻分布，通常呈條斑窩斑狀，可以理解為顏 料垂直方向的分離。浮色是指涂料施工之后濕膜中的顏料呈水平方 向?qū)訝罘蛛x，也就是涂膜中多種顏料的一種或幾種顏料較密集于涂 膜表層呈均一的分布，但卻與原配方有明顯有顏色差別。 造成涂膜發(fā)花、浮色的原因是混合顏料濕潤分散不好，產(chǎn)生絮凝 ，聚集的大粒子運(yùn)動變緩慢，與未絮凝的

35、顏料粒子形成運(yùn)動速度差 ，顏色分布不均，形成發(fā)花，浮色?；旌项伭现懈鞣N顏料比重差別 大，濕潤分散不好，重力的影響結(jié)果，比重小的顏料浮往涂膜表面 ，也造成發(fā)花與浮色。 另外的原因是涂料粘度小，溶劑含量高。施工后大量溶劑揮發(fā)， 表面溫度大降，粘度增高。涂膜表面的張力大于內(nèi)層。這樣涂料形 成從里層向上表層運(yùn)動的力，重力的影響又使涂料往下沉。這兩種 力的反復(fù)作用，形成渦流，使涂膜干燥后形成不規(guī)則的網(wǎng)紋或條紋 ，有桔皮現(xiàn)象。 五、防止發(fā)花、浮色助劑五、防止發(fā)花、浮色助劑 解決涂膜浮色和發(fā)花，首先要選擇好樹脂和溶劑，混溶性要好， 粘度合適。在這個前提下采用助劑努力完成解決。 一類助劑是顏料濕潤劑，最簡單的

36、是添加環(huán)烷酸鋅（也是助催干 劑）研磨分散，對防止發(fā)花浮色有一定作用。其他濕潤分散劑也能 有效地防上浮色、發(fā)花。 另一類助劑是流平劑，常用硅油，可以減少顏料發(fā)花，對防止顏 料浮色沒有效果，其他流平劑如低粘度有機(jī)硅樹脂、聚丙烯酸樹脂 等也有效果。 添加增粘劑和觸變劑，使涂料具有結(jié)構(gòu)粘性，改變涂料的流變性 ，減少涂料的全體運(yùn)動性，防止浮色和發(fā)花，前面介紹的流變助劑 均可使用。 六、催干劑和防結(jié)皮劑六、催干劑和防結(jié)皮劑 催干劑與固化劑是有區(qū)別的，固化劑要與聚合物中官能團(tuán)起化學(xué) 反應(yīng)。陷于劑本質(zhì)上是催化，與聚合物不起化學(xué)反應(yīng)。催干劑能夠 促進(jìn)或加速可氧化漆料的干燥、固化和硬化。在涂料中最常用的催 干劑是

37、單羧酸的金屬皂。 催干劑對在室溫和較高溫條件下固化涂料起催化作用。金屬在任 何情況下是作陽離子，并有一種以上處于氧化狀態(tài)的能力。 油性能的干燥通過吸收氧氣，形成過氧化物，再經(jīng)過氧化物分解 過程來完成，油漆中催干劑的存在加速了氧氣吸收和漆膜干燥。 醇酸在其雙控上吸收氧原于打開雙鎊形成自由基，經(jīng)聚合形成干 漆膜。不加催干劑的醇酸樹脂，經(jīng)幾天干燥后，漆膜仍松軟，加了 催干劑的醇酸樹脂經(jīng)幾小時就表干隔夜實(shí)干。 催于劑是有機(jī)酸的鹽類(即羧酸金屬鹽)，通常為C6C10酸如環(huán)烷 酸和新癸酸。酸的選擇似乎對干燥沒有影響，它主要是影響溶解性 ，穩(wěn)定性和功效。酸使金屬能溶于樹脂體系中。不可溶的鹽，如乙 酸鹽和氯化

38、物無催干功能。催干劑的用量總是以金屬按樹脂固體份 計的百分?jǐn)?shù)來表示一般范圍在0.0l0.6。 催干劑的分類。催干劑分為氧化型，聚合型和助催化劑。氧化型 催干劑(又稱為主催干劑或者活性催干劑)促進(jìn)氧氣被漆膜吸收并 催化形成過氧化物和分解。這類催干劑能加速涂料的表面干燥。 活性金屬能促進(jìn)氧化反應(yīng)，又稱為“表”催干劑。助催干劑能促 進(jìn)聚合反應(yīng)又稱為透催干劑。通常使用至少一種活性催干劑和 一種或多種助催干劑。在氧化固化體系中催干劑適當(dāng)搭配對該膜穩(wěn) 定性、固化速度及其性能的提高很重要。 主要的金屬催干劑有： 活性的鉆，鍺，鐵，飾，稀土金屬，釩和促進(jìn)劑。 輔助的鉛，鈣，鉻，鋅，鋇，鉍，鋰。 氣干型涂料在使

39、用和貯存中，表層于空氣接觸，已被氧化膠凝， 逐漸結(jié)膜，以致結(jié)厚皮及至凝膠，無法使用?？菇Y(jié)皮劑就是阻滯氣 干型涂料表皮結(jié)皮。 氣干型涂料在生產(chǎn)使用過程中，采用溶劑蓋面等隔離空氣措施以 延遲結(jié)皮，但效果不明顯?？菇Y(jié)皮劑能有效地防止結(jié)皮。植物油 中的生育酚類物質(zhì)是天然的防結(jié)皮劑，使植物在貯存過程中不易氧 化結(jié)皮，理想的抗結(jié)皮劑不但具高效的抗結(jié)皮效果，而且無損害涂 料性能的副作用如延遲干性，影響色澤及氣味等。 常用抗結(jié)皮劑有酚類及肟類兩種。目前使用的抗結(jié)皮劑，實(shí)際是 抗氧化劑，對氣干型涂料表面氧化有延緩作用，因而對氧化固化干 燥速率都有一定的影響。 1.酚類抗結(jié)皮劑 對苯二酚被氧化活性極強(qiáng)，且與涂料混

40、溶性較差。一般選用鄰、 對位有取代基的酚類化合物作抗結(jié)皮劑。 酚類化合物對抗結(jié)皮雖有良好效果，但對涂膜表干影響較大，使 用不當(dāng)會使涂膜幾天不干。且易使涂膜泛黃，一般涂料不使用酚類 化合物為抗結(jié)皮劑。 2.肟類抗結(jié)皮劑 具有C=NOH基團(tuán)的化合物都稱肟類，常用的肟類抗結(jié)皮劑 有甲乙酮肟、丁醛肟和環(huán)已酮肟。肟類化合物與涂料混溶性好，防 結(jié)皮性能好，對氣干型涂料施工后涂膜表干影響較小。肟能與催干 劑的金屬離子形成絡(luò)合物，使催干劑失去催干作用而延遲涂料的結(jié) 皮。在成膜過程中肟揮發(fā)，催干劑恢復(fù)催干作用。 肟類抗結(jié)皮劑一般在催干劑之后加入涂料體系，這樣不影響涂料 顏色。丁醛肟適用于油性漆及酚醛漆中，甲乙酮肟則適用于醇酸漆 及環(huán)氧酯涂料中。 防結(jié)皮劑應(yīng)用效果的測試方法： 取一個125ml廣口玻璃瓶，將已加入結(jié)皮劑的漆倒入 瓶中，添加量為90+-2ml把瓶蓋蓋嚴(yán)，避光貯