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分析目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠乳膠漆產(chǎn)品結(jié)構(gòu),工程漆、平光可調(diào)色(¥5.00-6.00)乳膠漆所占的份額較大,通過(guò)努力,目前的乳膠漆性能較前幾年已有專門(mén)大提高,這有賴于所用原材料的性能提高和配方設(shè)計(jì)師配方的優(yōu)化結(jié)果。設(shè)計(jì)出低成本高性能的乳膠漆配方,配方設(shè)計(jì)師依照不同類型的產(chǎn)品,結(jié)合產(chǎn)品性能和施工特點(diǎn),在保證產(chǎn)品質(zhì)量和合理的成本原則下,選擇好原材料把配方中各材料的性能充分發(fā)揮出來(lái)1

白色顏料的選擇乳膠漆所使用的白色顏料要緊有鈦白、立德粉、鋅白等。鈦白是最佳白色顏料,廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、油墨、化學(xué)纖維和化妝品。鈦白有三種結(jié)晶形態(tài):金紅石型(RuTile)、銳鈦型(Anatase)、板鈦型(Brookite)。板鈦型不穩(wěn)定,尚沒(méi)有工業(yè)用途。金紅石型和銳鈦型都屬于四方晶系,它們可由X射線衍射鑒不。金紅石是最穩(wěn)定而且含TiO2量最豐富的晶型。它比銳鈦型具有更緊密的結(jié)構(gòu),這就導(dǎo)致了兩種晶體在性質(zhì)上的許多差異。金紅石型TiO2有更高的折射率和比重,而且化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定,其熔點(diǎn)為1825℃。銳鈦型沒(méi)有固定的熔點(diǎn),因?yàn)樗谌刍埃?00℃)就單向轉(zhuǎn)化成金紅石型了。純TiO2性質(zhì)特不穩(wěn)定、不揮發(fā)、不溶于水。下面介紹鈦白粉TiO2的性質(zhì):1.

1遮蓋力與著色力TiO2最重要的性質(zhì)確實(shí)是它有相當(dāng)高的折射率,這就導(dǎo)致TiO2不透明性和遮蓋力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他的白色顏料。遮蓋力的光學(xué)本質(zhì)是顏料和存在其周圍介質(zhì)折光率之差所造成的。高折射率顏料和粒子大小關(guān)系較大,低折射率顏料和顆粒大小關(guān)系比較小,在同樣粒度下,高折射率的顏料要比低折射率的顏料遮蓋力高,通過(guò)圖1可知每條隨粒度變化的遮蓋力曲線都存在一個(gè)最高值。遮蓋力是顏料對(duì)光線產(chǎn)生散射和汲取的結(jié)果,要緊靠散射,關(guān)于白色顏料更是如此。遮蓋力隨粒徑大小而變化,存在著體現(xiàn)該顏料最大遮蓋力的最佳粒度(0.25毫米),在最佳粒徑產(chǎn)生最大遮蓋力的緣故是由于光的衍射,則不能發(fā)揮最大的遮蓋作用,隨粒徑的減小,透明性增強(qiáng),遮蓋力越差。當(dāng)粒徑超過(guò)最佳粒徑(0.25毫米)接著增加,光的散射作用越弱,遮蓋力差。鈦白粉不僅有專門(mén)高的遮蓋力,而且有專門(mén)高的著色力,關(guān)于白色顏料比較其著色力使用消色力去進(jìn)行比較,用加一種藍(lán)顏料去抵消的方法,比較出不同白顏料的著色力。著色力是顏料對(duì)光線汲取和散射的結(jié)果,要緊取決于汲取,汲取能力大,其著色力就高,關(guān)于白色顏料,由于它們對(duì)光線的汲取作用專門(mén)少,現(xiàn)在的著色力要緊取決于散射,由于散射和顆粒大小關(guān)系大,因此白色顏料著色力隨粒徑變化較明顯,而且折射率高變化顯著。從光學(xué)上看,反射和汲取都能引起遮蓋和消色,白色顏料在可見(jiàn)光的全范圍內(nèi),幾乎能等強(qiáng)度反射所有波長(zhǎng)的可見(jiàn)光,因而散射能專門(mén)大,汲取能專門(mén)少。因此提高不透明、遮蓋力和消色力的主攻方向是提高鈦白的散射能力,其次是降低鈦白的汲取能力。提高鈦白的散射能力的要緊手段是使鈦白的粒度和粒度分布符合品種要求以及有良好的分散性。減少汲取能力要緊靠加工過(guò)程中盡可能去除能產(chǎn)生顏色的雜質(zhì),提高鈦白的純度來(lái)減少光汲取能。金紅石型TiO2、銳鈦型TiO2以及立德粉等是乳膠漆制造中最要緊的白色顏料,由表1右知,在白色顏料中,金紅石型TiO2具有最高折射率,故有最高遮蓋力和消色力等光學(xué)性能,從表1數(shù)據(jù)分析,在遮蓋方面,金紅石TiO2是一般立德粉的5.56倍,銳鈦型TiO2是一般立德粉的4.43倍;在顏色強(qiáng)度方面,金紅石是TiO2是一般立德粉的6.25倍,銳鈦型TiO2是一般立德粉的5.56倍;從使用壽命比較,有鈦白TiO2作顏料的涂層比用一般立德粉作顏料的涂層高3倍。而金紅石型TiO2晶體結(jié)構(gòu)致密,銳鈦型TiO2結(jié)構(gòu)疏松,金紅石型折射率高,其遮蓋力和消色力比銳鈦型約高20%-30%,耐久性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)銳鈦型TiO2。1.

2反射和光澤度鈦白粉對(duì)增強(qiáng)涂料、塑料、紙張、纖維、透明釉等的白度和亮度是特不有效的。這是由于它們有相當(dāng)高的反射率。鈦白粉的兩種晶型都有特不行的白度,銳鈦白略微帶藍(lán)色調(diào),而金紅石型略趨向米色。盡管金紅石型對(duì)絕大部分可見(jiàn)光的反射與銳鈦型類似,但它汲取了少許藍(lán)光而略帶米色。白色顏料物理性質(zhì):

顏料的粒徑和粒徑分布:粒徑及其分布對(duì)涂料涂膜光澤阻礙特不大。只有當(dāng)顏料在最后的產(chǎn)品中分散均勻時(shí),才可能得到最佳光澤。

顏料的粒度分布和涂膜中顏料的分布,盡管絕對(duì)值不同,但兩者呈現(xiàn)的趨向卻是一致的。因此,我們只要測(cè)量鈦白的粒度分布,就能以一定的準(zhǔn)確度可能涂膜中鈦白的粒度分布。換言之,粒度分布越窄的鈦白制成的涂膜表面越光滑,光澤也越高。

白色顏料其它性能:耐化學(xué)性、耐酸堿性、耐光性、抗粉化等,金紅石鈦白耐化學(xué)性,耐酸堿性、耐光性、抗粉化都專門(mén)好。銳鈦白不耐紫外降解。

綜上所述,乳膠漆生產(chǎn)選擇白色顏料一般有以下幾方面的要求:(1)

遮蓋力方面的要求:乳膠漆使用白色顏料的要緊目的是遮蓋,能遮蓋住基材的底色,使涂膜呈現(xiàn)均一的顏色。不同品種的顏料、不同晶型的顏料、甚至同一晶型不同廠家的白色顏料,因其生產(chǎn)方式、工藝操縱的差異,顏料在粒分布,雜質(zhì)含量等方面都不盡相同,而且顆粒表面處理不相同,分散性不同,使得各顏料在遮蓋力方面差不明顯。在原材料選擇中遮蓋力是重點(diǎn)參比項(xiàng)之一。(2)

顏色方面的要求:白色顏料顧名思義是白顏色的呈現(xiàn)體,阻礙顏色的因素與遮蓋力的阻礙因素一樣——顏料的粒徑與粒徑分布,以及雜質(zhì)含量阻礙白色顏料的顏色。(3)

耐性方面的要求;涂料使用的場(chǎng)合不一,對(duì)白色顏料的耐性要求也不一樣,金紅石型TiO2多用在外墻,它有極高的遮蓋力、著色力、耐久性方面都不如金紅石型,多用在內(nèi)墻。立德粉易粉化,用于內(nèi)墻低檔工程漆。(4)

分散性方面要求:供應(yīng)商供應(yīng)的任何顏料,在儲(chǔ)存運(yùn)輸中,由于粒子附聚成次級(jí)粒子,因而所購(gòu)買(mǎi)到的的顏料粒子都不是原始初級(jí)粒子。顏料越好分散,分散后的原始粒子越多,漆膜的遮蓋力、著色力、光澤越高、涂膜也越光滑。不同牌號(hào)的白色顏料,因其粒子的形狀、表面處理不一樣,分散性不一樣,導(dǎo)致同樣數(shù)量的顏料,涂膜各項(xiàng)性能也不一樣。2

填料選擇不同種類的填料,其比重、密度、吸油量、顆粒大小、顆粒分布以及填料粒子表面處理等都不同,不同種類填料耐用紫外光降解、酸雨侵蝕能力也不一樣,因而在保光、保色性方面表現(xiàn)差異。重晶石、高嶺土有良好的保光、保色性,而碳酸鈣填料保光、保色性差,耐用酸雨性差。在膠體制備時(shí),漿料的分散對(duì)漆膜性能造成阻礙。盡管同是碳酸鈣,不同粒徑分布的碳酸鈣填料吸油量不同,阻礙到體系的CPVC值(CPVC=ρB+0.01×OA×ρP),從而阻礙到涂層的許多性能,超細(xì)粒子在干燥過(guò)程中運(yùn)動(dòng)性能大,易于浮在表面,同時(shí)超細(xì)粒子需要更多量的黏結(jié)料,從而使體系的CPVC下移。另外,填料粉末的水溶份多,給涂料的穩(wěn)定性帶來(lái)不利阻礙。選擇填料時(shí),既要考慮成本,又要考慮其質(zhì)量、耐性要求。要求它的顏色白,雜質(zhì)含量少,易于分散,并考慮它對(duì)乳膠漆在儲(chǔ)存、施工性、調(diào)色和耐性方面的阻礙,對(duì)涂層光澤的阻礙等。在表2所列的常用填料中,輕質(zhì)碳酸鈣堆積密度小,吸油量大,在超CPVC涂料體系中能提高涂膜的遮蓋力,但用量過(guò)高,吸水量大,分散困難,會(huì)阻礙涂膜的流平性;高嶺土、滑石粉、云母粉等的片狀結(jié)構(gòu)形態(tài)填料能降低水分對(duì)涂膜的空透性;硅灰石粉纖維狀結(jié)構(gòu)增加涂膜的韌性;重晶石密度大,保光、保色性好,沉淀硫酸鋇對(duì)絲光漆涂膜光澤阻礙最小?;?、高嶺土、硅灰石、氣相二氧化硅等是具有結(jié)構(gòu)黏度的填料,在涂膜干燥過(guò)程中減弱涂膜渦流運(yùn)動(dòng),從而調(diào)節(jié)或改善涂料的涂膜浮色現(xiàn)象;高嶺土、硫酸鋇耐紫外光降解。表2常用添料的要緊性能對(duì)比填料名性

能重質(zhì)碳酸鈣粒子形狀圓榴狀,易沉淀,要注意與其它懸浮性好的填料一起使用。輕質(zhì)碳酸鈣堆積密度小,顆粒細(xì),粒子形狀圓榴狀,在水性涂料中使用能夠提供一定干遮蓋力?;哿交蛄庑伟鍫罹w片狀結(jié)構(gòu),懸浮性好,易粉化。硅灰石粉針狀、棒狀或輻射狀纖維結(jié)構(gòu),耐磨、耐久性好,可改善涂膜浮色性。高嶺土片狀結(jié)構(gòu),可改善涂膜浮色性,耐紫外光降解。沉淀硫酸鋇比重大,對(duì)涂膜消光最少的填料,耐紫外光降解。云母粉透明片狀結(jié)構(gòu),耐候性好。3乳液的選擇建筑涂料用乳液品種可分為:純丙乳液苯丙乳液硅丙乳液醋丙/醋叔乳液乳液是要緊成膜物質(zhì),其性質(zhì)對(duì)制漆和涂膜性質(zhì)阻礙甚大,乳液粒徑、疏水性、相容性(或穩(wěn)定性)對(duì)乳膠漆的制備阻礙專門(mén)大,乳液的粒徑、玻璃化溫度、耐水、耐堿性、耐紫外降解等性能對(duì)涂膜的性能阻礙專門(mén)大。由于各類乳液所含單體的親水性和疏水性不同,所用乳化劑的品種和數(shù)量也不同,使得聚合乳液的性能有所差異。如玻璃化溫度(Tg)、耐水抗堿性、保光保色性、耐久性以及粒子極性等都不一樣;乳液配方、工藝的差異使得乳膠粒子表面的疏水情況、乳膠粒子的粒徑大小及粒徑分布不一樣。商品乳液在粒度與粒度分布上有著廣泛的差異,乳液粒徑小,粒子容易運(yùn)動(dòng),易進(jìn)入顏填料粒子的間隙,趨向于同顏料粒子緊密接觸,因此,較細(xì)粒度乳液有較高的臨界顏料體積濃度(CPVC),能使涂膜產(chǎn)生較高的光澤,提高涂膜的附著黏結(jié)能力。此外小粒度乳液有較好的滲透性,適合于多孔的底材涂飾。小粒度乳液有較大的表面積,表現(xiàn)在:乳液有較高的黏度,與聚胺脂類增稠劑有較強(qiáng)的吸附,通常能更加有效地提高乳液或乳膠漆的低剪、中剪黏度;商品乳液在表面疏水性上也存在差異,因?yàn)樗鼈兊慕M成不同,制備過(guò)程中所用表面活性劑和穩(wěn)定劑不同,假如乳液合成所用乳化劑量大,則在選用聚胺脂類增稠劑增稠時(shí),低剪黏度的提高受到一定的限制;使用表面活性劑做乳液愛(ài)護(hù)劑者與選用HEC做乳液愛(ài)護(hù)劑者,兩者乳液黏度將不一樣,后者一般高于前者;乳液聚合物組成上的差異也會(huì)造成性能上的差異,醋酸乙烯均聚物比醋酸乙烯與丙烯酸酯的共聚物更為親水,而純丙或苯丙一般最為疏水,但在乳液制備中常有丙烯酸或甲基丙烯酸參與共聚,則增強(qiáng)了乳液粒子的表面親水性,將部分抵消了粒子內(nèi)部的疏水本質(zhì)。因此乳膠漆在制備與應(yīng)用中,許多性能對(duì)乳液種類與用量是專門(mén)敏感的,應(yīng)依照乳膠漆性能選擇乳液,依照所用乳液性特征選擇適宜助劑。例如:高PVC乳膠漆,乳液量少,填料量多,需要更多、黏結(jié)力更強(qiáng)的乳液粒子,因而選用粒徑細(xì)小、玻璃化溫度較低的乳液人作為黏結(jié)料;外墻乳膠漆涂膜之中,還要抗高溫回粘性、抗沾污等,乳液要求有較高的玻璃化溫度、耐紫外光降解等性能。乳液的選擇會(huì)阻礙到增稠劑的選擇、漆膜的浮色發(fā)花等。強(qiáng)疏水性的假塑性增稠劑對(duì)粒徑細(xì)小的乳液粒子吸附作用較強(qiáng);選擇不同性質(zhì)的乳液,對(duì)涂料的浮色發(fā)花、涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定阻礙專門(mén)大。透徹了解乳液性能,分析病因,最終采納適當(dāng)?shù)氖侄危鉀Q由乳液特性帶來(lái)的漆病。例如乳膠粒子表面的性質(zhì)導(dǎo)致色漿粒子絮凝——色漿-黏結(jié)料絮凝,可選用適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣└男陨珴{或乳液粒子的表面性質(zhì),從而調(diào)整粒子的運(yùn)動(dòng)特性,最終改善由色漿-黏結(jié)料絮凝引起的浮色發(fā)花(助劑有COGNIS公司Hydropalat100、Hydropalat188A、DisponilO5、HyonicPE-100、Hydropalat306等)。乳液的相容性:即為它的化學(xué)穩(wěn)定性,配置乳膠漆時(shí),顏料、分散劑、消泡劑、成膜助劑、防霉劑等,如這些材料與乳液不能相容或相容不佳時(shí),它們一旦與乳液相混,嚴(yán)峻的會(huì)引起破乳,輕則會(huì)阻礙成膜后的各項(xiàng)性質(zhì)。乳液穩(wěn)定性差(如大多數(shù)純丙乳液),配置的涂料儲(chǔ)存黏度不穩(wěn)定,可選用表面活性劑如COGNIS公司的Hydropalat306解決,提高涂料儲(chǔ)存穩(wěn)定性。4助劑選擇助劑用量一般專門(mén)少,但正確使用各類助劑對(duì)涂料的性能會(huì)產(chǎn)生重大阻礙,阻礙到涂料的制備、儲(chǔ)運(yùn)、施工及涂膜各項(xiàng)性能。涂料用助劑能夠分為常規(guī)助劑、功能助劑,常規(guī)助劑有:潤(rùn)濕分散劑、消泡劑、增稠劑、防腐防霉劑、抗凍劑、成膜助劑等;功能助劑用量較常規(guī)的助劑用量大,假如使用得當(dāng)能夠使涂料在性能上產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,如COGNIS公司的HF-200,能夠增強(qiáng)涂膜的手感,減少磨擦,在低PVC疏水乳膠漆中添加適量的HF-200可生產(chǎn)疏水效果類似荷葉狀的漆膜表面,猶如在涂膜表面添加一層愛(ài)護(hù)膜,提高了涂膜的耐性與抗性。助劑的選擇既要考慮正面效果,也不能忽略負(fù)面阻礙。分散劑的作用是分散與穩(wěn)定,因而要求分散劑有專門(mén)好的分散能力,縮短分散時(shí)刻,節(jié)約能量,同時(shí)以愛(ài)護(hù)和穩(wěn)定被分散好的粒了,防止聚并返粗。但也不能忽略其對(duì)漆與涂膜所帶來(lái)的負(fù)面阻礙,不同的潤(rùn)濕分散劑結(jié)構(gòu)性能差不大,有些商品聚合物分散劑含有疏水基,因而會(huì)起表面活性劑的作用,易于起泡,因此也阻礙被分散的顏填料粒子與聚胺酯類增稠劑的交互作用,從而阻礙到乳膠漆的低、中剪黏度;不同潤(rùn)濕分散劑分散制成的乳膠漆,漆膜在白度、光澤、遮蓋力、顏色的展現(xiàn)性等方面差異較大,表3數(shù)據(jù)表明了分散劑不同,乳膠漆在光澤和遮蓋力方面的差異;潤(rùn)濕分散劑選擇不當(dāng)導(dǎo)致涂料浮色發(fā)花;在潤(rùn)濕分散方面,內(nèi)墻高PVC乳膠漆存在增稠困難、不耐擦洗、干燥快、流不平等毛病,原料選擇從乳液、填料、助劑三方面著手,助劑方面Hydropalat436能夠?qū)⑵崮さ牧髌郊?jí)數(shù)提高2級(jí)左右,如表4數(shù)據(jù)講明了助劑在流平性方面的差異。增稠劑調(diào)節(jié)乳膠漆的流變特性,使其有專門(mén)好的儲(chǔ)運(yùn)、施工性能,同時(shí)對(duì)涂膜性能的降低要減到最小。增稠劑會(huì)阻礙顏料粒子的絮凝,因而不同的增稠劑具有不同的光澤潛力,一般聚胺酯類增稠劑具有最大的光澤潛力,牛頓型HASE型增稠劑在多數(shù)情況下光澤潛力趕得上聚胺酯類增稠劑,HEC的光澤潛力最??;疏水性不同的增稠劑對(duì)涂膜浮色發(fā)花阻礙程度不一樣;增稠劑的親水性對(duì)涂層的耐水性有一定的阻礙,纖維素類增稠劑對(duì)水增稠快,黏度穩(wěn)定,專門(mén)少有罐內(nèi)儲(chǔ)存后增稠現(xiàn)象,保水性好,然而保水性與涂層的耐水、耐水洗性是一對(duì)矛盾,如圖2所示,涂料即要求有一定的保水性,保證涂料施工消泡流平,又要有一定的抗水性,選擇助劑時(shí)應(yīng)找準(zhǔn)一個(gè)平衡點(diǎn),DSXAS1130抗水性專門(mén)好,能夠與HEC配合使用。消泡劑要緊功能是脫氣、消泡能力與消泡速度是評(píng)價(jià)消泡劑的要緊項(xiàng)目,消泡劑的負(fù)面阻礙來(lái)自于對(duì)光澤的阻礙,對(duì)顏色的同意能力的阻礙以及對(duì)流平性阻礙。至于其他助劑,如防凍劑、防霉防腐劑、PH調(diào)整劑或氣味調(diào)整劑、成膜助劑等比較簡(jiǎn)單,不用費(fèi)心選擇。助劑選擇時(shí),要綜合考慮,使原材料的性能充分發(fā)揮出來(lái),助劑選擇不當(dāng)會(huì)阻礙到涂

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