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乳膠漆色彩均一性控制,文章討論了影響乳膠漆色彩均一性的因素,主要有親水親油平衡值(HLB)、基礎漆與水性色漿的相容性
2019年06月17日    閱讀量:229    新聞來源:中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站  |  投稿

彩色乳膠漆給建筑物帶來了豐富多彩的顏色,美化了我們居住和生活的環境,不論是外墻乳膠漆,還是內墻乳膠漆,保證乳膠漆色彩的均一性至關重要,但在彩色乳膠漆調制和施工中常常出現浮色發花現象,這與乳膠漆色彩的均一性控制失衡密切相關。乳膠漆色彩的均一性包括兩個方面,一是乳膠漆靜態貯存時色彩均一,二是涂膜干燥成膜后色彩均一。


1 影響乳膠漆色彩均一性的因素

影響乳膠漆色彩均一性的因素主要有:親水親油平衡值(HLB)、基礎漆與水性色漿的相容性、表面張力差、顏填料粒徑分布等涂料在線coatingol.com


1.1 親水親油平衡值對乳膠漆色彩均一性的影響

乳膠漆的配方組成一般包括乳液、顏料、填料、溶劑、助溶劑及各類助劑等原材料,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,乳膠漆色彩均一性也很優秀。乳膠漆的配方中的潤濕分散劑、增稠劑等可調整整個體系的HLB 值,使整個體系的HLB 趨于平衡。親油物質其親油端的表面張力相對較小,在乳膠漆貯存過程中,這些親油的物質容易浮到表面上來,從熱力學角度來講,整個體系能量降低,體系穩定。如果生產的乳膠漆在靜態即在容器中就浮色,不僅開罐效果不好,而且直接影響施工性能和涂膜性能。若乳膠漆浮白色,則白漿HLB值比較小,白漿比較親油,就要把白漿做得有更大親水性;若乳膠漆浮的是色漿顏色,則白漿HLB 值比較大,比較親水,就要把白漿做得有更大親油性。陰離子分散劑中帶疏水基團的銨鹽分散劑比羧酸鈉鹽類分散劑要親油,HLB 值小,且帶疏水基團的銨鹽分散劑對乳膠漆涂膜的浮色也有很大改善。通過調整親水親油平衡值,以達到色彩的均一。


1.2 基礎漆與水性色漿的相容性對乳膠漆色彩均一性的影響

基礎漆與水性色漿的相容性好,則乳膠漆靜態貯存和涂膜的色彩均一性好,基礎漆對色漿潤濕好則色漆展色性也較優。在乳膠漆中經常使用陰離子和非離子型表面活性劑作潤濕分散劑,在水中具有極性和離子型表面的無機顏料,能夠與添加的離子型表面活性劑的極性基或離子發生作用,形成二層吸附層。當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相容性好時,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,均一性好。

判斷基礎漆與水性色漿的相容性最好的方法是做指研實驗,其操作方法為:將最大量的色漿加入到乳膠漆中,混合攪拌均勻后涂布在刮涂紙上,在其表干前用手指擦拭約一分鐘左右,實干后觀察擦拭部位與未擦拭部位是否有色差,若無色差,說明相容性好;若存在色差,則說明顏料存在絮凝,擦拭部位因受到外力的作用而解絮凝。

基礎漆與水性色漿相容性不良的原因有二:一是水性色漿的分散不穩定,易產生絮凝、浮色、發花等弊病,這要求用戶應選用分散性、穩定性好的高性能色漿;另一個原因是乳膠漆內潤濕分散劑的用量不足或不適宜,在色漿加入后乳膠漆內的顏、填料粒子搶奪色漿顏料表面的分散劑,使色漿顏料產生絮凝,這時需要增加乳膠漆分散劑的用量或改變潤濕分散劑,直至通過相容性實驗,才可以用選定的基礎漆與水性色漿調制彩色乳膠漆。


1.3 表面張力差對乳膠漆色彩均一性的影響

表面張力差對乳膠漆色彩均一性的影響既表現在對靜態貯存的影響,又表現在對涂膜干燥成膜的影響。乳膠漆調制色漆時,有些色漿在白色基礎漆中很難分散均勻,分散好的色漆很快就有分色或浮色現象發生,這是由于白漿的制作與色漿的制作工藝配方不同造成的,制作白漿常采用陰離子型分散劑或離子型聚電解質分散劑,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,其HLB 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。表面能低的分子意味著分子之間的力小,表面張力也較低。從熱力學方面來考慮,表面張力低的物質容易吸附轉移到面,而使體系穩定,如果白漿或色漿之間的表面張力與體系的表面張力相差大時,容易出現浮色發花現象。在此種情況下乳膠漆的浮色、或者分色并不一定會引起涂膜的浮色、發花,但乳膠漆的開罐效果、外觀品質不好。解決這種問題可以使用潤濕分散劑來調整白漿或者色漿的表面張力,縮小它們與乳膠漆體系之間的表面張力差來保證乳膠漆的色彩均一性。

乳膠漆涂膜干燥時,浮色是顏色在垂直方向上發生變化,兩種或多種顏料發生分離,一種顏料浮到表面,另一種顏料原位不動或是沉到底部。乳膠漆浮色有內因和外因。其中內因是顏料粒子粒徑差,密度差,顏料絮凝體、解絮凝體同時存在(親合絮凝、橋架絮凝、顏料與展色劑絮凝),導致顏料粒子運動能力差;外因是乳膠漆干燥過程中的貝納爾多渦流。同時表面張力差過大使得顏料粒子運動能力出現差異,乳膠漆成膜干燥中有運動差異的顏料粒子在運動中有分離出來的趨勢。


1.4 顏填料粒子的粒徑分布對乳膠漆色彩均一性的影響

顏填料粒子的粒徑分布區間的大小與乳膠漆色彩均一性有很大關系。由斯托克(Stock)定律可知,粒子的沉降速度與粒徑的平方呈正比,而與密度差一次方呈反比,粒徑對顏料的運動能力影響很大。據計算,鈦白的沉降速度大致是氧化鐵紅沉降速度的20 倍,氧化鐵紅密度大于鈦白,將這兩種顏料混合,氧化鐵紅將會集中在表面而浮氧化鐵紅色。粒徑分布帶來的顏料粒子運動性差異,就不難理解在涂料干燥過程中出現顏料分離現象。

在乳膠漆涂膜干燥時,隨著乳膠漆中揮發份的揮發,其中夾帶一部分顏、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粒子易于輸送,而比表面積相對低的粗粒子則有礙于運動。另外,在干燥過程中乙二醇提供了一個膨脹的連續的親水網狀組織,蒸發的物質通過此網狀組織擴散到漆膜表面,在涂膜干燥時,更為親水的物質趨向于快蒸發,因為它們優先進入親水網狀組織,從那里它們易于擴散和逃逸。而在生產乳膠漆的過程中,如果白漿相對色漿來說親水性強一些,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,它們就更易被強極性的揮發物質帶到表面上來。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,尤其是乳膠漆中超細粒子過多,粒徑分布很廣,施工過程中涂料浮白現象嚴重,而涂膜則發生浮色發花現象。


2 結論

在乳膠漆色漆調制過程中,應充分考慮親水親油平衡值(HLB)、基礎漆與水性色漿的相容性、表面張力差、顏填料粒徑分布等因素,通過選用潤濕劑、分散劑調整體系的HLB 值,使整個體系的親水親油達到平衡;降低表面張力,阻止貝納爾德的循環;在涂料生產中注意顏填料粒子粒徑分布區間不要太大,盡量不選用含過多超細粉、及密度差過大的顏料;做好基礎漆與水性色漿的相容性試驗,從而生產出色彩均一、質量優異的乳膠漆。


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