江苏日出集团公司肖雪平
1 前言
高PVC乳胶漆因乳液用量少价格便宜在市场上占有一定的份额也是受欢迎的乳 胶漆品种之一但有些高PVC乳胶漆的耐擦洗性远达不到国家标准的要求根据有关资料
报道市场上某些乳胶漆耐擦洗性仅几十次甚至只有几次其主要原因是一些涂料生产厂忽视了所有乳液涂料品种都存在一个临界颜填料体积浓度CPVC也就是不同乳液对颜填料量的承载能力有所不同如果在乳胶漆中所加的颜填料超过了乳液本身的承载能力则乳胶漆的质量十分低劣甚至无法使用如果选用具有高颜填料承载能力的乳液相对乳液用量就可以降低而乳胶漆的质量不会受到太大影响乳胶漆的成本势必大大降低笔者对此作了深人研究用本公司的改性苯丙乳液研制成功了高PVC乳胶漆其性能达到了国 家有关合成树脂乳液内墙涂料标准的要求
2 实验部分
2.1 高PVC乳胶漆的配方
高PVC乳胶漆的配方如表1所示
表1 高PVC乳胶漆的配方
原材料规格或产地质量份
颜料浆
去离子水280 TFC l分散剂本公司8
TFE l润湿剂本公司 2
TSP02消泡剂本公司 1.5
TM2成膜助剂本公司 4
亚硝酸钠工业品 2
卡松防霉剂本公司 1.5
乙二醇工业品 6
钛白粉 B 101 20
煅烧高岭土山西70
填料 325目400
青上海0.5
羟乙基纤维素2水溶液 HBR250 150
基料漆料
TL615改性苯丙乳液本公司80
藏羌锅庄氨水工业品调节pH89 TSP--01消泡剂本公司 1.5
预混TVA9760增稠剂本公司 4气浮
去离子水8
预混TVA9701增稠剂本公司 2
去离于水 4
预混TVA9702增稠剂本公司 2
丙二醇工业品 4
去离子水 2
2.2 生产工艺
2.2.l 配制颜料浆
组成水分散剂润湿剂消泡剂成膜助剂防腐剂防霉剂抗冻剂流平剂颜填料纤维素增稠剂
工艺要求低速投料然后逐渐提速搅匀最后高速分散与研磨 2.2.2 配漆
组成分散颜料浆改性苯丙乳液中和剂消泡剂增稠剂
工艺要求低速投料与低速搅匀最后慢速除泡
2.3 高PVC乳胶漆的性能指标
高PVC乳胶漆的性能指标如表2所示
表2 高PVC乳胶漆性能指标
检验项目指标实测
容器中状态搅拌时无硬块无异常
搅拌后呈均匀状态
施工性涂刷2道无障碍无异常低温稳定性5不变质不变质
涂膜外观正常正常
干燥时间/h 2 2 对比率白0.92 0.920.92
耐碱性24h无异常无异常
耐擦洗性/次200 245
注指标为GB/T 9756合成树脂乳液内墙涂料征求意见稿合格品标准
3 结果与讨论
3.1 乳液
差生转化
根据有关资料介绍和笔者的研究当在乳液的聚合物结构中引进了一定数量的湿附着功能基团后这些基团能与无机底材表面的水分结合成氢键或形成共价键而这些氢键或共价键是远比范德华力强得多的界面作用力故涂膜的附着力明显提高同时具有湿附着功
能基团的乳液聚合物分子将附着在颜料表面的水分子挤走使颜料更好地润湿并使聚合物分子插入颜填料颗料之间使之隔开从而使分散更加稳定提高了涂料质量具有湿附着功能的基团还能降低颜填料与乳液聚合物之间的结构化作用使乳胶漆的粘度下降可提高乳液的临界颜填料体积浓度(CPVC另外如乳液中采用自乳化剂后这类反应性乳化剂以共价键的形式与聚合物结合而不再靠物理吸附结合这样乳化剂分子不再可能出现解吸现象使乳液聚合物粒子在凝聚过程中受到静电斥力和更大的空间阻碍作用从而使乳液的稳定性得到很大的改善并且乳液聚合物的成膜不再受到乳化剂迁移的影响从而使涂膜的耐水性和耐擦洗性得到相应的提高 TL615改性苯丙乳液正是用湿附着单体和反应 性乳化剂对原有苯丙乳液进行了双重改性并采用预乳化工艺和种子乳液聚合工艺其耐水性耐擦洗性较原有苯丙乳液有明显的提高并且有更突出的钙离子稳定性冻融稳定性和对颜填料的承载能力所以特别适用于高PVC乳胶漆的配制
3.2 颜填料
改性苯丙乳液的钙离于稳定性突出5 CaCl2 溶液乳液=11通过所以对轻钙
好梦何必成真
重钙方解石粉滑石粉等填料的适应性很强但要注意乳胶漆的白度另外高岭土一定要用煅烧高岭土其吸油量高悬浮性能好但要控制其用量
3.3 分散
为使颜填料能在漆膜中充分发挥作用必须尽可能地使颜填料分散成原级粒子但颜填料的粒子越细比表面积越大粒于的凝聚倾向也越大故稳定性越差由于本试验中颜填料用量较高所以如何使其分散稳定是关键通常润湿剂能降低颜填料的表面张力使粒子表面较快地润湿并使分散剂容易吸附到粒子表面分散剂通过电性吸附包覆在颜填料粒子周围形成双电层同时由于渗透压的作用形成水合层使分散粒子在水介质中稳定但由于各种颜填料粒子表面的电性不同如本试验中所用的煅烧高岭土轻钙重钙等表面的等电点使某些分散剂的吸附往往不稳定具有吸附不牢或解吸的倾向使分散粒子凝聚倾向增强容易引起浆料发涨沉降结块等现象为此本试验选用了TFC l分散剂拼用TFE 1润湿剂效果较好在分散过程中开始尽量稀一些，以充分润湿然后加入HEC增大粘度使分散更加稳定
随着分散剂用量的增加体系粘度往往下降分散剂过量则粘度又逐渐上升所以通常把粘度最低点作为分散剂的最佳用量但分散剂的分散曲线有V型和L型两种其中L
型最好使用安全方便过量也无关紧要TFC1分散剂是典型的L型分散剂理论用量为0.40.6而实际由于吸附程度及粒子表面性质等问题其用量应稍过量才能使颜填料粒子表面得到充分的吸附否则在粒子表面留有空隙而吸附增稠剂或其他物质引起不稳定的现象为此确定分散剂用量为0.8涂料经60贮存一周变化很小基本上达到了试验目的
3.4 增稠
3.4.1 高剪切粘度
乳胶漆施工时的涂刷粘度称为高剪切粘度ICI粘度高剪切粘度太小致使遮盖力
及丰满度差而且颜填料颗粒裸露在表面涂膜手感不好但粘度过高则引起刷涂困难高剪切粘度一般控制在0.8 1.2但由于目前缺乏仪器检测只能凭经验而定
高剪切粘度与缔合型增稠剂有关其增稠原理是通过吸附在乳胶粒子上形成网络或自身形成胶束网络但这些网络吸附在乳胶粒子上容易引起乳胶粒子的絮凝严重时会导致破乳而且这种絮凝破乳不可逆使用时必须用丙二醇充分稀释TVA9702增稠剂比其他同类增稠剂要好使用时比较安全并能均衡中高剪切粘度
3.4.2 低剪切粘度
贮存搬运时乳胶漆的粘度属低剪切粘度低剪切粘度太小施工时流挂且开罐性能不好形成上稀下稠分层等现象粘度过高则流动性不好影响施工流平性所以一定的低剪切粘度可以保证贮存稳定性和均匀流平性能低剪切粘度与碱溶性增稠剂有关由于其增稠原理是通过分子长链的相互缠绕把自由流动的水相固定并且这种分子长链缠绕不
易被剪切力分开所以体系的流动性会变差另外碱溶性增稠剂与阴离于分散剂属同一类型物质容易相互干扰造成颜填料粒子絮凝引起乳胶漆发涨结块发硬等问题在使用时体系pH值要控制在8以上pH值低于8时造成乳胶漆在贮存中较快出现胶凝现
象pH值低于7则不起增稠作用TVA-9760TVA-9701是用量少
增稠效果较好的碱溶性增稠剂羟乙基纤维素也是解决低剪切粘度较好的一种非离子型增稠剂其增稠原
理是通过吸水膨胀并水化而限制自由水流动并通过分子长链缠绕形成网络来限制自由水流动但这种网络较弱影响体系流动性较小一般可单独使用然而不太理想应与其他增稠剂配合使用才能配制成比较理想的乳胶漆值得注意的是羟乙基纤维素必须在充分溶解的情况下才能发挥有效的作用通常在溶解过程中加几滴氨水可加快水化
3.4.3 中剪切粘度
乳胶漆在生产调制运输以及施工时的粘度属中剪切粘度一般粘度控制在75
100KU其粘度过高或过低同样会影响乳胶漆的贮存稳定性及施工性本试验采用羟乙基纤维素TVA9760TVA9701碱溶性增稠剂以及TVA9702缔合型增稠剂都兼有中剪切粘度并且由此组成一个较好的增稠流变系统试验表明这种组合的成本低效果好具有较好的贮存稳定性施工性流平性以及较好的漆膜丰满度
3.5 消泡
本试验采用TSP01作为速效消泡剂TSP02作为长效消泡剂两者配合使用效
果很好而且不易产生缩边鱼眼等涂膜缺陷TSP02可在研磨阶段加人TSP01可在配漆时加入
为了更好地消泡建议配漆后期进行慢速搅拌除泡通过缓慢搅拌使不易消除的泡沫加速上浮到表面消泡
3.6 成膜
为帮助乳液成膜加入成膜助剂必不可少但成膜助剂的加入使乳化剂形成成膜助剂的乳化油滴因此成膜助剂局部浓度过高时容易使乳液凝聚成膜助剂可采用直接加入稀释后加入和先乳化后加入三种方法本试验在研磨阶段加入即用浆料稀释比较安全
南方医科大学学报成膜助剂加量太小乳胶漆不能很好成膜引起涂膜开裂脱粉性能受到不同程度的影响而成膜助剂加量太大乳胶漆早期涂膜太软且不易干一般成膜助剂加量为乳液量的34而本试验的加量为乳液量的5效果较好这是因为在高PVC乳胶漆中的
乳液加量少成膜助剂碰到乳液的机会大为减少所以必须考虑成膜助剂在乳胶漆中的有效浓度才能保证很好的成膜性能
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