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乳胶涂料调色基础漆的配方设计  

2008-01-19 20:12:05|  分类: 水性篇 |  标签: |举报 |字号 订阅

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文章来源:SpecialChem  添加人:gdpaint  添加时间:2007-3-7 9:43:16

张朝平 洪星 兰铁纯 (广东鸿昌化工集团有限公司,顺德 528329)

    摘要:阐述了调色对乳胶涂料性能的影响,并介绍了调色基础漆的展色性能和配方设计要点。

    关键词:乳胶涂料;基础漆;调色

    1  前 言

    在涂装应用过程中,乳胶涂料的调色是必不可少的。正是因为它方便的调色性能,满足了人们在装饰自己的生活空间中的个性化需要,使它的应用越来越广泛。目前,国内大多数厂家的主要产品是白色涂料,当客户需求有色乳胶涂料时仅仅就是简单地加入色浆进行颜色调配。在调配浅颜色时,这种方法是可行的,但当调配较深颜色时,这种办法就有许多弊端。因为调深颜色时必然要加入大量的色浆,这就会对产品的各项性能指标产生较大的影响:粘度会大幅下降、光泽降低、施工性变差等。同时外加色浆与原来乳胶涂料体系的相容性问题也随之产生:施工后浮色、发花等涂膜缺陷等。再有就是白色颜料含量不合理造成的调色困难:(1) 颜色无法达到要求:(2) 色浆加入量过大造成成本过高及涂膜性能大幅下降,降低产品的市场竞争力。所以,当调配较深颜色时研制一种专门的基础漆是非常必要的。

    用于调配深色乳胶涂料的基础漆应该具有展色性好,涂刷后无浮色、发花,调色后粘度下降在正常范围,施工性、保色性好等性能。

    2  实验部分

    2.1 原材料及配方(见表 1)

乳胶涂料调色基础漆的配方设计 - 混世魔王 - 风 轻 云 淡  , 百 味 人 生

表1 原材料及配方

 

    2.2 操作工艺

    将水、分散剂、润湿剂、部分消泡剂及其它助剂投入分散缸中,搅拌均匀,然后投入颜、填料,分散至细度合格,投入乳液、 pH 调节剂、成膜助剂、增稠剂及剩余消泡剂搅拌均匀 , 检测。

    2.3 产品生产控制指标及检测方法(见表 2)

 

乳胶涂料调色基础漆的配方设计 - 混世魔王 - 风 轻 云 淡  , 百 味 人 生

表2 产品生产控制指标及检测方法

 

    3  结果与讨论

    3.1 乳液的选择

    乳液作为主要成膜物质,对涂膜的性能起着决定性的作用。不同的乳液具有不同的性能,常用乳液性能比较见表 3 。

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表3 常用乳液性能比较 (注 :5 为最好 ;1 为最差。)

 

    从上表可见,不同品种的乳液各有优缺点,根据不同的使用要求进行选择,如是应用在要求较高的外墙,可选用耐候性、颜色稳定性较好的硅丙乳液或纯丙乳液。若应用在内墙则可选用苯丙、醋叔、醋丙等乳液以降低成本,避免不必要的性能过剩。

即使是同一种类型的乳液,不同厂家的产品因生产工艺的差别、配方的差别及不同的乳化剂体系,也会造成产品的展色性不同,与各种助剂的相容配伍性不同 , 其它性能也会有差异。所以,选择乳液要经过详细实验综合考虑,从而达到各方面性能良好的平衡。

    3.2 钛白粉的用量及加入方式的确定

    在普通白色漆中,钛白粉的主要功能是提供较好的遮盖力,因此对于白色漆中所用的钛白粉考虑的是遮盖力同产品成本之间的性价比。钛白粉应用在调色基础漆时,除了考虑遮盖力问题外,更主要的是把它作为一种白色颜料考虑,它的使用对产品涂刷后涂膜的颜色影响很大。

    在目前比较通用的颜色体系孟塞尔颜色体系中,一个颜色具有三个颜色特性值:色调、饱和度、明度。钛白粉直接影响其中的饱和度、明度。如果在某种颜色中掺入白色越多,则这个颜色饱和度值越低;颜色明度白色最浅,黑色最深。只有当两种颜色的三个颜色特性值都相同时,这两种颜色才完全一样。

    钛白粉影响二个特性值。在色漆中的钛白粉含量是非常重要的。当想要调出某一颜色时,基础漆中钛白粉含量越多,所需的色浆也越多,这样产品的成本就会增加 , 对产品性能的影响也越大。当钛白粉含量到了一定程度,就不能调出比较纯的颜色。所以基础漆中钛白粉的含量应在满足遮盖力要求的同时尽量小,一般控制在5%左右较为合适。

    钛白粉的加入方式:一种是将钛白粉直接加入基础漆中,这样因为钛白粉的含量固定,适应性差,所以有些颜色成本可能就会相应的提高,同时有些无钛白粉的纯色就必须另外再做基础漆,基础漆的品种就会增加,通用性差;另外一种是将钛白粉做成色浆,在调色时根据颜色及遮盖力的要求加入,这样就比较方便,所调的颜色比较纯正,基础漆的通用性强,节约了成本。所以,采用后一种方式添加钛白粉。

    3.3 增稠剂的选择搭配

    乳胶涂料中常用的增稠剂有:水合型增稠剂,如纤维素醚类;缔合型增稠剂,如非离子型聚氨酯类。两种增稠剂在调色基础漆中性能比较见表 4 。

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表4 两种增稠剂在调色基础漆中性能比较

 

    从表4可见,如果单用纤维素类的增稠剂,虽然展色性好,调色后的产品粘度变化不大,但是流平性、抗飞溅性很差,不好施工。单用非离子型聚氨酯类的增稠剂也不行,展色性差,调色后粘度下降非常大,产品的稳定性不符合要求。所以,采用以纤维素为主,缔合型聚氨酯增稠剂为辅,二者互相搭配来平衡产品的各方面性能。

3.4 分散剂、润湿剂的选择搭配

    分散剂、润湿剂的作用是将颜、填料的二次颗粒表面润湿并经机械力分散到初级颗粒,并使其稳定存在,同时使产品都具有优异的展色性,使其涂刷后的涂膜无浮色、发花等涂膜缺陷。但任何一种分散剂不可能对所有的颜、填料都具有好的润湿分散性,它对基料和颜、填料有很强的选择性。每一种分散剂、润湿剂都有其不同的HLB 值,一般来说,无机氧化物、硫酸盐、碳酸盐类颜、填料所需分散剂的HLB值为13~20;酞菁蓝、汉沙黄等有机颜料,所需分散剂HLB值为14左右;炭黑、日本胺红则需要HLB值为10~13左右的分散剂。所以分散润湿剂的搭配尽量使整个分散润湿体系的HLB值范围大一些,以使其对各种颜、填料均有好的分散润湿能力。

   阴离子型分散剂可以很好地分散颜、填料 , 非离子型润湿剂可以改善展色性,消除浮色、发花现象。所以采用阴离子型分散剂同非离子型润湿剂搭配来平衡各种颜料的展色能力。

    3.5 配方的颜料体积浓度(PVC)的设计对涂膜颜色的影响

    产品配方的颜料体积浓度,对基础漆配色涂刷后的干燥过程中涂膜的颜色变化影响较大。因为随着配方中PVC的增高,涂膜的孔隙率增加,这样涂膜对空气遮盖力的影响越来越高。当配制外墙的配色基础漆时,由于配方的PVC一般不会太高,问题不是很大。当配制内用的配色基础漆时,为了降低成本,配方的PVC就比较高,通过实验发现,当配方的PVC较小时,干膜颜色会比湿膜颜色深,随着PVC的提高,干膜的颜色会变得越来越浅,当PVC升高到一定程度,干膜的颜色会比湿膜浅,PVC再升高,调深色就很困难。根据试验,当PVC在30%~40%时,干湿膜颜色变化不大,方便调色操作。所以,基础漆配方的PVC控制在30%~40%。

    3.6 其它助剂

    消泡剂因在调色过程中要加入大量的色浆,色浆中含有大量的表面活性剂,使产品在涂刷过程中更容易起泡。所以消泡剂应选择抑泡性能突出、长效性好的品种。

    杀菌剂、防霉剂、成膜助剂、防冻剂等因对调色性影响较小,所以对它们的选择主要是考虑产品的稳定性及涂膜的物理性能与成本之间的平衡。

    4  结 论

    (1)调深色漆时,研制一种较为通用的专门的调色基础漆是非常必要的,它可以降低成本,方便生产,提高产品质量,使产品更具有市场竞争力。

    (2)调配深色基础漆,除了要考虑生产普通白漆时需要注意的因素外,同时还要注意产品的调色性及调色后产品性能的变化,精心搭配各种组分,尤其是分散剂和润湿剂的搭配、增稠剂的选择搭配、产品配方 PVC 的设计及钛白粉的添加、漆基的选择。只要各方面平衡好,就能调配出符合要求的基础漆。

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