涂料浮色發(fā)花的主要因素及解決方案

1、涂料浮色發(fā)花的主要因素及解決方案涂料浮色發(fā)花的主要因素及解決方案時間:2014-08-1514:41來源:畢克化學(xué)有限公司 作者:李玉桂在涂料生產(chǎn)和施 工過程中常常碰見浮色發(fā)花問題，涂料出現(xiàn)浮色發(fā)花時， 顏色與標(biāo)準(zhǔn)板產(chǎn)生色差，調(diào)色變得很困難，既浪費(fèi)顏料又 調(diào)色不準(zhǔn)，同時涂料的開罐效果很差,且涂料干燥后施工涂 膜顏色偏離并難以涂成均勻一致。發(fā)花屬顏料動態(tài)分離現(xiàn) 象之一：顏料在水平方向發(fā)生分離障礙以致涂膜顏色不均 而出現(xiàn)發(fā)花。浮色是顏色在垂直方向上發(fā)生變化，涂料在 成膜和干燥過程中一種或多種顏料發(fā)生分離，一種顏料浮 到表面，另一種顏料原位不動或是沉到底部。在實(shí)驗(yàn)室如 何觀察和判斷浮色發(fā)花現(xiàn)象呢？可

2、以從兩方面入手：罐內(nèi) 靜態(tài)浮色：色漆分散均勻后在貯罐內(nèi)靜置一段時間后，罐 內(nèi)出現(xiàn)的一種或多種顏料分離出來浮現(xiàn)在表面的現(xiàn)象，例 如儲存一段時間后，開罐后看到罐內(nèi)表面浮現(xiàn)黑色，酞菁 藍(lán)或白色等現(xiàn)象。涂膜動態(tài)浮色：涂膜干燥過程中顏料粒 子發(fā)生分離的現(xiàn)象稱為動態(tài)浮色，動態(tài)浮色的顏料分離分 兩種情況：一種是涂膜發(fā)花表面顏色不均，另一種是涂膜 浮色佳表面顏色均一，但是表層與底層顏色有差異。用手 指揉展來鑒別浮色，首先將涂料傾倒或涂布在玻璃板或黑 白卡紙上，流平狀態(tài)時，將手指揉磨直到涂膜開始變得粘 稠，顏料粒子不再遷移分離，如果涂料存在浮色，未揉磨 的表面與揉磨后的表面在色相上存在差異，揉磨過程中顏 料容易

3、分離而出現(xiàn)絲狀條紋，涂膜干燥后揉磨的表面會出 現(xiàn)棱角渦流花紋，指揉變色程度隨指研條件而變化，揉磨 時間的長短或揉磨動作的輕重以及涂膜干燥速度等對顏色 變化程度有很大的影響。 涂料的浮色發(fā)花因素很多， 顏填 料粒徑差、體系中各物質(zhì)的表面張力差、以及各物質(zhì)的親 水親油平衡值(HLB)、乳液與色漿的兼容性等對乳膠漆的浮 色發(fā)花造成較大影響，以下進(jìn)行具體討論。1顏填料粒子 的粒徑對涂料浮色發(fā)花的影響涂料在干燥過程中，隨著涂 料中揮發(fā)分的揮發(fā)，這些揮發(fā)分還會夾帶一部分顏、填料 把它們帶到涂膜上來，而這些顏、填料粒子在被輸送到表 面時，有較高表面積的較細(xì)粒子易于輸送，而比表面積相 對低的粗粒子則有礙于運(yùn)動

4、，在乳膠漆涂膜干燥時，更為 親水的物質(zhì)趨向于快蒸發(fā)，如果白漿相對色漿來說親水性 強(qiáng)一些，即白色的顏填料粒子的親水性比色漿中顏料粒子 更親水一些，它們就更易被強(qiáng)極性的揮發(fā)物質(zhì)帶到表面上 來。加上顏填料粒子粒徑差太大，使得顏、填料之間的混 容性變得很差，由于以上原因，用這種顏料制得的色漆不 好施工，施工過程中涂料浮白現(xiàn)象嚴(yán)重，而涂膜則發(fā)生浮 色。浮白色很難調(diào)深色漆，且會造成顏料的浪費(fèi)。解決方 案是仔細(xì)選擇顏、填料，使所選用的顏填料的粒徑要匹 配；從而避免浮色發(fā)花現(xiàn)象。2表面張力差對涂料浮色發(fā) 花的影響在平常調(diào)色時，常發(fā)現(xiàn)有些色漿在白色基礎(chǔ)漆中 很難分散均勻，分散好的色漆在靜止一段時間后，很快就 有

5、分色或浮色現(xiàn)象發(fā)生，或涂料的開罐效果不好。在制漆 過程中，白漿的制作與色漿的制作工藝配方不同，制作白 漿常采用陰離子型分散劑或離子型聚電解質(zhì)分散劑，而色 漿則多采用非離子分散劑，或與部分陰離子分散劑并用，因而白色顏料與彩色顏料粒子因吸附了一層不同的潤濕分 散劑而具有不同的表面性質(zhì)，其親水親油值不一樣，其表 面張力也不一樣。一般離子型表面活性劑比非離子型表面 活性劑的表面張力大。都是非離子類表面活性劑，因其疏 水端分子結(jié)構(gòu)不一樣，其表面張力也不一樣，而且分子疏 水端結(jié)構(gòu)中最外面的鏈節(jié)對表面張力貢獻(xiàn)最大。表面能低 的分子意味著分子之間的力小，表面張力也較低。從熱力 學(xué)方面來考慮，表面張力低的物質(zhì)容

6、易吸附轉(zhuǎn)移到界面， 而使體系穩(wěn)定，因表面張力降低削弱了液體收縮表面和液 滴聚并的趨勢，降低彎曲液面的附加壓力差，因而有利于 液面及分散體系穩(wěn)定。所以，如果白漿或色漿之間的表面 張力與體系的表面張力差相差大時，用這種漿配置的涂料 比較容易出現(xiàn)浮色。3體系之間的相溶性乳液與色漿兼容 性好則涂料和涂膜的浮色發(fā)花情況會好很多，乳液對色漿 潤濕好則色漆展色性也很好。在水系涂料中經(jīng)常使用陰離 子和非離子型表面活性劑作潤濕分散劑，在水系中具有極 性和離子型表面的無機(jī)顏料，能夠與添加的離子型表面活 性劑的極性基或離子發(fā)生作用，形成二層吸附層。在水系 顏料漿中顏料粒子表面吸附了表面活性劑，形成保護(hù)層， 但保護(hù)層

7、之間的作用力有分子間力、靜電力之分，所以其 間的作用力強(qiáng)弱不一樣，當(dāng)以上色漿與各類乳液或乳膠漆 混合時，色漿的分散穩(wěn)定性表現(xiàn)就不一樣，當(dāng)顏料粒子表 面的表面活性劑與乳液粒子表面吸附的表面活性劑即乳化 劑或者水之間的親和力大時，顏料粒子所吸附的表面活性 劑被剝離， 使得顏料粒子表面的保護(hù)層變薄， 造成顏料的 絮凝，從而引起涂料涂膜的浮色發(fā)花。當(dāng)然當(dāng)乳液顆粒外 的乳化劑與色漿中顏、填料粒子外的表面活性劑兼容性好 時，則乳液對這些顏、填粒子的潤濕就好，整個色漆的展 色性就好，色彩鮮艷，且不浮色。4親水親油平衡值對浮 色發(fā)花的影響親水親油平衡值(HLB)是個很敏感的問題，在 生產(chǎn)涂料時常使用多種材料：

8、乳液、顏、填料、溶劑、助 溶劑及各類助劑。這些材料它們都有自己的親水親油平衡 值(HLB值)，各材料的親水親油平衡值匹配則涂料整個體系 的性能就很優(yōu)良，浮色、發(fā)花、分水等現(xiàn)象就會克服。當(dāng) 然我們使用的乳液、顏填料選定以后，親水親油平衡值即HLB值就沒法改變，但可以通過仔細(xì)選擇助劑，即潤濕分 散劑、增稠劑等來調(diào)整整個體系的HLB值，使整個體系的HLB值平衡。我們知道，親油的物質(zhì)其親油端的表面張力 小，涂料貯存在容器貯罐中，這些親油的物質(zhì)容易浮到表 面上來，從熱力學(xué)角度來講，整個體系能量降低，體系穩(wěn) 定。當(dāng)生產(chǎn)的乳膠漆在靜態(tài)即在容器中就浮色，不僅開罐 效果不好，施工性能也不好，涂膜狀態(tài)也不好。如果

9、涂料 浮白色，說明白漿HLB值比較小，白漿比較親油，所以， 生產(chǎn)白漿時就要把白漿做得親水一點(diǎn)；如果涂料浮的是色 漿的顏色，說明白漿HLB值比較大，比較親水，則在生產(chǎn) 白漿時就要把白漿做得親油一些，來阻止涂料浮色。親水 親油平衡值（HLB值）的匹配，可以通過仔細(xì)選擇潤濕、分散 劑來完成。陰離子分散劑中帶疏水基團(tuán)的銨鹽分散劑比羧 酸鈉鹽類分散劑要親油，HLB值小，且?guī)杷鶊F(tuán)的銨鹽分散劑對乳膠漆涂膜的浮色也有很大改善。因?yàn)楫?dāng)顏填料 粒子包裹了這種類型的分散劑時，顏填料粒子周圍不僅有 靜電阻力，還存在空間位阻，而且涂膜在干燥過程中，隨 著水分的蒸發(fā)，銨鹽中氨也揮發(fā)，使得此類分散劑更疏水 一些，從而包

10、裹了此類分散劑的顏填料粒子與成膜物兼容 性更好，加上空間位阻使得結(jié)構(gòu)變得很膨松,從而使涂膜在 干燥過程中涂膜浮色,即動態(tài)過程中浮色也得到抑制。5增 稠劑對乳膠漆浮色發(fā)花的影響一些假塑性強(qiáng)的締合增稠劑 與HLB值較大的表面活性劑有很大的親和性，使其在顏料 表面上脫附，造成顏料的聚集和絮凝，進(jìn)而使體系著色力 下降并生成浮色發(fā)花。在有機(jī)和無機(jī)顏料混用的體系中， 尤其是鈦白與青藍(lán)、青綠和碳黑色漿共用時，采用假塑性 弱的締合增稠劑可獲得色澤較為滿意的乳膠漆并有良好的 流平性。增稠劑或分散劑等某些基團(tuán)如疏水端基，顏料粒 子有較強(qiáng)的親和力，吸附顏料粒子形成橋架絮凝導(dǎo)致涂料 浮色，強(qiáng)疏水締合型增稠劑，如因疏水

11、基團(tuán)對色漿粒子的 吸附，引起橋架絮凝著色性較差，堿溶脹型增稠劑因所帶 離子電荷數(shù)量不同，成鹽增稠后在涂膜干燥中導(dǎo)致成膜物 帶電荷數(shù)量不同，耐強(qiáng)極性顏料粒子親和力不同，浮色嚴(yán) 重程度，不同體系在展色方面亦存在差異。以上諸多原 因，可以通過以下方法來解決。(1)通過選擇聚合物與顏料 之間的相容性或匹配性可以解決浮色發(fā)花。但是配方設(shè)計 上受到一定的限制，且不是從根本上解決浮色，選用適宜 的潤濕分散劑，調(diào)節(jié)粒子表面性質(zhì)，調(diào)節(jié)其運(yùn)動平衡性， 才是控制浮色的最好方法。潤濕分散劑吸附在顏料粒子表 面有以下幾種功能型分散劑， 改善顏料粒子表面性質(zhì)， 改 善展色性，改善或控制浮色現(xiàn)象，常用的潤濕分散劑有離 子型

12、：陰離子、陽離子、非離子型、多官能團(tuán)型。潤濕分 散劑吸附在顏料粒子表面吸附，改變顏料表面的極性，分 解改變顏料表面的結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)主成膜物質(zhì)：聚合物與顏料 粒子之間的親和力。(2)不管何種原因引起有色顏料絮凝、 浮白、顏料絮凝浮色，都可使用潤濕分散劑來解絮凝，改 善粒子表面性質(zhì)預(yù)防或控制浮色，在控制浮色過程中幾種 浮色現(xiàn)象可以相互轉(zhuǎn)變，控制浮色。如水性涂料體系中涂 膜出現(xiàn)色漿絮凝浮白色，基礎(chǔ)漆制備添加親油的低極性的 助劑改性鈦白粒子，或?qū)櫇穹稚┨砑釉谏珴{中，改性 色漿顏料粒子，抗浮色助劑可以抗涂膜浮白色。(3)某些體 系中可以抗涂膜浮色，在成品漆中添加陰離子型潤濕分散 劑，吸附在炭黑或有機(jī)紫顏料粒子表面，改善了顏料粒子 表面性質(zhì)，增強(qiáng)了極性，這些無極性弱極性粒子具有與白 粒子一樣的極性，與聚合物具有同樣程度的吸附絮凝，因 而在涂膜干燥中運(yùn)動能力相當(dāng)，控制了浮色。選用強(qiáng)力降 低表