潤(rùn)濕分散劑
顏料和填料在水中的潤(rùn)濕分散是乳膠漆生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),一般有潤(rùn)濕、分散和穩(wěn)定三個(gè)過(guò)程。乳膠漆中水的表面張力較大,生產(chǎn)時(shí)很難把體系中的顏料、填料充分潤(rùn)濕,因此加入一定量的潤(rùn)濕劑降低體系的表面張力,以使顏料、填料很容易被水潤(rùn)濕。
表面張力
同時(shí)為了使聚集在一起的顏料、填料通過(guò)剪切力分散成原級(jí)粒子,并且通過(guò)靜電斥力和空間位阻效應(yīng)而使顏料、填料顆粒長(zhǎng)期穩(wěn)定分散在體系中而不附聚,保持很好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性,生產(chǎn)中必須加入一定量的分散劑來(lái)達(dá)到此目的。
分散劑的品種較多,具體可分為無(wú)機(jī)類、有機(jī)類和高分子類三大類。無(wú)機(jī)類和有機(jī)類分散劑由于對(duì)涂料的耐水性、光澤有一定影響,現(xiàn)已逐漸被高分子型分散劑所取代。
高分子型分散劑目前主要以低相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸鹽和聚甲基丙烯酸鹽使用最為普遍。其中以低相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸鹽和聚甲基丙烯酸鹽使用最為普遍。這類分散劑對(duì)有機(jī)顏料和無(wú)機(jī)顏料分散性均良好,展色性優(yōu)異,還有助于涂料光澤提高。
消泡劑
乳膠漆中含有許多表面活性劑,如乳液中的乳化劑、乳膠漆中的潤(rùn)濕劑、分散劑等。它們都有起泡的傾向。在乳膠漆生產(chǎn)和施工中,泡沫都將干擾生產(chǎn)和施工的正常進(jìn)行,有時(shí)還會(huì)影響涂膜的質(zhì)量。因此在乳膠漆生產(chǎn)中,消泡劑的作用十分重要。消泡劑的作用是降低液體的表面張力,使生產(chǎn)涂料時(shí)因攪拌而產(chǎn)生的大量氣泡迅速消失,減少涂料制造與施工障礙。消泡劑的用量要適當(dāng),加入過(guò)多會(huì)引起縮孔、縮邊、涂刷性差和重涂性差等問(wèn)題,用量過(guò)少,消泡效果差。
增稠劑
水性涂料以水為分散介質(zhì),而水的黏度很低,不能滿足涂料使用時(shí)的要求。例如,乳膠漆作為用量最大的一種水性建筑涂料,在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、施工和成膜過(guò)程中,都要求有一合適的流變性。因此生產(chǎn)時(shí),要加增稠劑調(diào)節(jié)流變性,以滿足各種要求。沒(méi)經(jīng)過(guò)增稠調(diào)整的涂料呈稀溶液狀態(tài),在儲(chǔ)存過(guò)程中易發(fā)生分水和顏料沉降現(xiàn)象,而且施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生流掛,無(wú)法形成厚度均勻的涂膜,因此必須加入一定量的增稠劑來(lái)提高涂料的黏度,以便于儲(chǔ)存和施工。
增稠劑
增稠劑可以任意調(diào)整涂料的黏度,但不能改變涂料的固含量。通常我們所看到的涂料外觀的稠與稀實(shí)際為涂料黏度,與固含量無(wú)關(guān)。黏度的高低也會(huì)影響涂料的遮蓋力和涂刷面積。
增稠劑的類型和品種繁多,選擇增稠劑往往較復(fù)雜。對(duì)于乳膠漆現(xiàn)在還常用的增稠劑主要有水溶性纖維素、聚羧酸鹽類(也稱為堿溶膠型增稠劑)和含官能團(tuán)的共聚物乳液(也稱為締合型增稠劑)。
應(yīng)用最為廣泛的水溶性纖維素是羥乙基纖維素(英文簡(jiǎn)稱為HEC),不同相對(duì)分子質(zhì)量的纖維素的水溶液黏度表現(xiàn)出很大的差異。一般相對(duì)分子質(zhì)量為3萬(wàn)和6萬(wàn)的HEC適用于做乳膠漆的增稠劑。
纖維素類增稠劑與聚合物乳液的相容性一般并不好,常引起乳液涂料的失光,因此不宜用于有光乳膠漆中。另外,纖維素類增稠劑容易被微生物降解而發(fā)霉。
聚羧酸鹽是又一類重要增稠劑。主要包括聚丙烯酸鹽和聚甲基丙烯酸鹽。當(dāng)其相對(duì)分子質(zhì)量較小時(shí)(小于1×103)可以作為分散劑,而相對(duì)分子質(zhì)量大于1 × 103時(shí)可作為增稠劑。這類增稠劑在堿性條件下對(duì)乳液的增稠作用明顯,一般這類增稠劑又被稱為堿溶脹增稠劑。
聚丙烯酸鹽和聚甲基丙烯酸鹽的最大優(yōu)點(diǎn)是與丙烯酸類乳液相容性好,所增稠的乳液容易成膜,涂膜平整而且不會(huì)被消光。另外這類增稠劑有不易被微生物降解的優(yōu)點(diǎn)。
乳液型增稠劑又稱為締合型增稠劑。此類增稠劑的主要品種為聚丙烯酸型、聚甲基丙烯酸型和聚氨酯型。這類增稠劑在堿性條件下可以被乳液粒子所吸附,并相互聚集使乳液黏度增加。但這種聚集是不穩(wěn)定的,一旦對(duì)它施加壓力,聚集即被破壞,黏度下降。而若應(yīng)力消除,顆粒又重新聚集,黏度又上升。
因此涂料具有良好的觸變性。締合型增稠劑可以使有光乳膠漆的光澤達(dá)到80%以上,遠(yuǎn)比聚丙烯酸鹽增稠劑好。它同樣不會(huì)發(fā)生微生物降解作用,因而是種較為理想的增稠劑。
成膜助劑
一般乳液都有一個(gè)最低成膜溫度,在10~25℃之間。當(dāng)外界環(huán)境溫度低于涂料的最低成膜溫度時(shí),涂料涂刷后涂膜即會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂而無(wú)法成膜。科技工作者也可以把乳液的最低成膜溫度設(shè)定得更低一些,雖能解決乳液的成膜問(wèn)題,但一旦環(huán)境溫度較高時(shí),涂膜可能會(huì)表面發(fā)黏,影響其使用效果。
為了使乳液涂料既能在較低氣溫下成膜,又不使涂膜過(guò)于柔軟,工藝上采用加入成膜助劑來(lái)解決。這種成膜助劑在成膜時(shí)使乳液的最低成膜溫度降低;成膜完成后即逐漸揮發(fā),使涂膜的力學(xué)性能和硬度恢復(fù)到原來(lái)水平。
成膜助劑的用量應(yīng)根據(jù)乳液品種的不同和施工季節(jié)的變化而調(diào)整。在眾多的成膜助劑中,醇酯-12以其成膜效果好、適用面廣、性能全面而受到乳膠漆生產(chǎn)企業(yè)青睞。
防霉防腐劑
乳膠漆中具有微生物生存繁殖的先決條件,如有機(jī)物、氧氣、濕度、酸堿度和溫度等,其生存所需的氧分非常充分,尤其是用纖維素增稠的乳膠漆。微生物會(huì)給乳膠漆帶來(lái)很多問(wèn)題。包裝中的乳膠漆會(huì)因細(xì)菌的繁殖而出現(xiàn)黏度下降、發(fā)臭、乳液破乳等,最終導(dǎo)致乳膠漆報(bào)廢。
乳膠漆涂膜在使用環(huán)境中,尤其是高溫、高濕等環(huán)境影響下,會(huì)遭到霉菌和藻類的侵蝕,造成涂膜變色,聚合物降解等,最終喪失其裝飾和保護(hù)功能。乳膠漆加入防霉劑的作用是防止涂料涂刷后涂膜在潮濕狀態(tài)下發(fā)生霉變。防腐劑的作用是防止涂料在儲(chǔ)存過(guò)程中因微生物和酶的作用而變質(zhì)腐敗。
防凍劑
防凍劑的作用是降低乳膠漆中水的冰點(diǎn)以提高涂料的低溫穩(wěn)定性和抗凍性,常用的有乙二醇和丙二醇等物質(zhì)。同時(shí)這些助劑的揮發(fā)速度比較慢,有利于延長(zhǎng)乳膠漆的開(kāi)放時(shí)間和搭接時(shí)間,從而有利于涂料的施工,避免接痕,最終獲得效果比較好的涂膜。
流平劑
乳膠漆如果未加入流平劑,在施工過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)漆膜流平性不好的情況。這是由于乳膠漆中的水分外蒸內(nèi)吸,涂膜失水太快。流平劑的作用實(shí)際上是延緩乳膠漆中水分的蒸發(fā),使涂料有足夠的時(shí)間鋪展。
pH值調(diào)節(jié)劑
乳膠漆的pH值對(duì)其穩(wěn)定性、抗菌性、消泡性和增稠的難易等都有影響,通常控制在7.5~9之間,偏堿性。
pH值調(diào)節(jié)劑最具有代表性的產(chǎn)品是AMP-95,其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)后乳膠漆的pH值穩(wěn)定。由于隨后的揮發(fā),對(duì)涂膜耐水性也沒(méi)有影響,耐洗刷性也得到提高。它還兼有分散作用,能提高有光乳膠漆的光澤,也被稱為多功能助劑。
在一些低檔的乳膠漆中,也有用氨水調(diào)節(jié)pH值的。氨水價(jià)格便宜,但有不愉快的氨氣味,在涂料儲(chǔ)存期間易發(fā)生pH值的漂移。
防銹劑
為了防止包裝鐵罐的生銹腐蝕,常在乳膠漆中加入防銹劑。常用的防銹劑為苯甲酸鈉和亞硝酸鈉,兩者混合使用效果更好。用量一般為涂料的0.2%~0.5%。防銹劑只是短期的防銹效果,若乳膠漆需長(zhǎng)期保存,應(yīng)裝入塑料桶貨或有防腐蝕涂層的鐵桶中。






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