⽔性涂料配⽅基础知识
⽔性涂料配⽅体系
配⽅的基本组成
奥密克戎BA.5.2变异株
1) ⽔性树脂：这是成膜的基料，决定了漆膜的主要功能． 2) 成膜助剂：在⽔挥发后，使乳液或分散体微粒形成均匀致密的膜，并改善低温条件下的成膜性。 3) 抑泡剂和消泡剂：抑制⽣产过程中漆液中产⽣的⽓泡并能使已产⽣的⽓泡逸出液⾯并破泡。 4) 流平剂：改善漆的施⼯性能，形成平整的、光洁的涂层。
5) 润湿剂：提⾼漆液对底材的润湿性能，改进流平性，增加漆膜对底材的附着⼒。
6) 分散剂：促进颜填料在漆液中的分散。
7) 流变助剂：对漆料提供良好流动性和流平性，减少涂装过程中的弊病
8) 增稠剂：增加漆液的黏度，提⾼⼀次涂装的湿膜厚度，并且对腻⼦和实⾊漆有防沉淀和防分层的作⽤。
9) 防腐剂：防⽌漆液在贮存过程中霉变。
10) ⾹精：使漆液具有愉快的⽓味
11) 着⾊剂：主要针对⾊漆⽽⾔，使得⽔性漆具有所需颜⾊。着⾊剂包括颜料和染料两⼤类，颜料⽤于实⾊漆(不显露⽊纹的涂装)，染料⽤于透明⾊漆(显露⽊纹的涂装)。
12) 填料：主要⽤于腻⼦和实⾊漆中，增加固体分并降低成本。
13) pH 调节剂：调整漆液的pH 值，使漆液稳定。
14) 蜡乳液或蜡粉：提⾼漆膜的抗划伤性和改善其⼿感。
15) 特殊添加剂：针对⽔性漆的特殊要求添加的助剂，如防锈剂(铁罐包装防⽌过早⽣锈)、增硬剂(提⾼漆膜硬度)、消光剂 (降低漆膜光泽)、抗划伤剂、增滑剂(改善漆膜⼿感)、抗粘连剂 (防⽌涂层叠压粘连)、交联剂(制成双组分漆，提⾼综合性能)、憎⽔剂(使涂层具有荷叶效应)、耐磨剂(增加涂层的耐磨性)、紫外线吸收剂(户外⽤漆抗⽼化，防⽌发黄)等。
16) 离⼦⽔：配⽅设计时往往还要添加少量的去离⼦⽔以便制漆。
⽔性树脂
⽔性漆配⽅中，基料是形成漆膜并决定漆膜性能的关键组分。配⽅设计时应尽量提⾼⽔性树脂的⽤量，占体积⽐的60-70%，使得漆液中的有效成膜物含量尽可能多，这样才能保证制成的漆⼀道涂装漆膜较厚，丰满度⾼。
⽔性丙烯酸树脂、丙烯酸乳液(acrylic emulsions)，由于其通⽤性，耐候性及多样性，已在涂料⾏业的各个领域得到了⼴泛应⽤。⽔性丙烯酸乳液由丙烯酸酯单体为主的⼄烯基单体经乳液聚合⽽成。聚合过程中添加了乳化剂、稳定剂、pH调节剂等各种助剂，体系相当复杂。⽔性丙烯酸乳液制成的漆膜有良好的耐候性，不易黄发，硬度⾼，光泽好。近年来，随着⽔性丙烯酸乳液聚合技术的不断发展，多相聚合，核壳技术，⾃交联技术及⾼分⼦表⾯活性剂的应⽤，和核壳聚合等技术进⼀步改进和提⾼了⽔性丙烯酸乳液的性质，使得⽔性丙烯酸乳液的适应不同施⼯和使⽤条件的需要，⽤武之地得到不断的扩⼤。现在，⽔性丙烯酸乳液的应⽤已扩展到性能要求更⾼的⼯业⽤途领域
聚氨酯分散体
聚氨酯材料是分⼦结构中具有氨基甲酸酯结构的⼀类⼤分⼦化合物的总称，通常由⼆异氰酸酯和多元醇经聚加成反应制成。聚氨酯⾼分⼦既具有使其形成物理性交联的极性官能团，⼜具有⾮极性的及柔性的链段。使⽤得当，其极性管能团还可以进⾏进⼀步的化学交联。这些分⼦特性使得聚氨酯材料具有⾼强度，韧性及抗溶剂的能⼒。聚氨酯作为⼀种强度⾼，耐候性好，附着⼒强的优质材料，已在涂料领域得到⼴泛的应⽤。
根据制备聚氨酯所⽤的异氰酸酯类型，聚氨酯乳液和相应的漆可分为脂肪族型和芳⾹族型两⼤类。脂肪族的漆膜有优异的耐候性和抗黄变性; 芳⾹族⽔性聚氨酯多⽤来做室内装饰漆。按聚合得到的粒⼦⼤⼩有聚氨酯乳液和聚氨酯分散体(Polyurethane Dispersions PUD) 两类。⽔性聚氨酯分散体，采⽤独特的⼯艺将聚氨酯颗粒分散在⽔中，从⽽达到以⽔为载体的成膜作⽤。与其它乳液成膜机理相近，成膜的效果取决于颗粒间⾼分⼦相互渗透的能⼒。为增加渗透，⼀⽅⾯聚氨酯分⼦链要⾜够柔软，流动性好；另⼀⽅⾯，乳液颗粒要尽可能的⼩，这样可以增加颗粒间的接触⾯积，减少⾼分⼦的移动距离。⽔性聚氨酯分散体通常有纳⽶级的粒径，外观半透明甚⾄完全透明，是最好的⽔性漆基料之⼀。⽔性聚氨酯分散体有时被称为纳⽶乳液，以区别于外观呈⽩⾊的普通乳液。
⽔性丙烯酸乳液
⽔性丙烯酸乳液配⽅需要考虑的问题：⽔性丙烯酸树脂组成
在调制⽔性漆配⽅时，乳液原料的选择是⼯程师最重要的决定。涂料的主要性能是由树脂决定的。由⽔性丙烯酸酯乳液，包括聚苯⼄烯-丙烯酸酯乳液种类繁多，市场上鱼⽬混杂。⽽不同的⽔性丙烯酸酯树脂组成对其⽔性漆成膜性及成本的影响很⼤。这⾥对⼏个影响因素进⾏简单讨论。
1）苯⼄烯
筹备好2022年冬奥会体现了我国哪项战略措施
聚丙烯酸酯乳液引⼊该单体的主要原因是其可提供较⾼的玻璃化转发温度（Tg), 从⽽提⾼成膜的硬度；另⼀个原因是成本。苯⼄烯在包装⼯业上⽤量极⼤，是⽯油⼯业最重要的，成熟的下游产品之⼀，价格低但受宏观经济影响⼤。然⽽引⼊苯⼄烯，特别是其含量⾼于总单体量的15%以上时，也会给⽔性漆成膜性带来许多负⾯影响。⾸先，含苯⼄烯的聚合物链段缺乏柔韧性，宏观上表现为⽔性漆成膜硬⽽不韧；还有苯⼄烯所含的苯环，是紫外光的吸收体，该单体含量⾼时，紫外线通过相邻苯环会对聚合物链有剪切反应，从⽽使⽔性漆漆膜发脆，光泽度下降，寿命降低；苯⼄烯的结构也决定了它对很多有机溶剂有亲和⼒，⽔性漆漆膜的耐溶剂性也不其它的树脂有明显差距。
2）丙烯酸酯类单体
丙烯酸酯类单体种类很多，性能及价格相差很⼤。国内最常⽤的是丙烯酸丁酯，改单体成本最低，是⼤多乳液⼚家⽤于与苯⼄烯配套，制造廉价墙漆的乳液的单体。其功⽤是提供⽔性漆漆膜的柔韧性。由于丙烯酸酯聚合物主链上不含除酯基以外的基团，主链及酯基侧链柔韧性均好好，使⽔性漆漆膜缺乏硬度。这类聚丙烯酸酯乳液虽然是建筑内外墙涂料的选择，但作为对硬度及韧度要求都⾼的的⽊器漆来讲，性能就不够了。
亚西尔阿拉法特3）甲基丙烯酸酯类单体
甲基丙烯酸酯类单体，⽐丙烯酸酯单体在性能上⼜上了⼀个台阶。由于甲基丙烯酸酯类聚合物主链上
多了甲基，使其主链的活动性受到限制，主链钢性增强，同时酯基侧链有提供了柔韧性，使得甲基丙烯酸酯类单体具有硬度和韧性的最佳平衡，⽐如聚甲基丙烯酸甲酯（甲甲酯）就是⼈们俗称的有机玻璃；甲基丙烯酸酯类单体，由于不含苯环，使其⽐起苯⼄烯类单体在抗紫外侵蚀，耐久性，及抗溶剂性⽅⾯都⽐苯⼄烯有明显优势。
综上所述，⽔性丙烯酸酯树脂制造商对单体的选择很多，不但可以变换其种类，⼜可变换相对⽐例和成分。⽔性涂料⼚家在选择⽔性丙烯酸酯乳液时，不能只考虑“纯丙”或“苯丙”这些空洞概念词汇，应该以⽔性丙烯酸酯树脂及其配⽅的实际性能为衡量标准。
在选择⽔性丙烯酸酯乳液时，不能只考虑“纯丙”或“苯丙”这些空洞概念词汇，应该以⽔性丙烯酸酯树脂及其配⽅的实际性能为衡量标准！
成膜助剂
构成乳液或分散体的聚合物通常具有⾼于室温的玻璃化温度。为了使乳液粒⼦很好地融合成为均匀的漆膜，必须使⽤成膜助剂降低最低成膜温度(MFFT)。成膜助剂是⼀类⼩分⼦有机化合
毛一丁物，存在于漆膜中的成膜助剂最终会逐渐逸出并挥发掉。
多数成膜助剂是涂料有机挥发物（VOC）的重要组成部分，因此成膜助剂该⽤得越少越好。选⽤成膜
助剂要优先考虑不属于VOC 限制范围，但挥发性不得太慢、成膜效率还要⾼的化合物。成膜助剂的量取决于配⽅中乳液或⽔分散体的⽤量和玻璃化温度。乳液或⽔分散体⽤量⼤以及聚合物的Tg ⾼，成膜助剂的⽤量也要⼤，反之⽤量少，配⽅设计时，⾸先考虑成膜助剂⼤约占乳液的或⽔分散体的3%-5%，或占乳液或分散体固体分的5 %～15%。但是，对Tg 超过35℃的聚合物乳液可能要提⾼成膜助剂的⽤量才能保证低温成膜的可靠性，这时应逐渐提⾼成膜助剂的⽤量，直⾄低温(10℃左右或更低)涂装能形成不开裂、不粉化的均匀漆膜为⽌，出成膜助剂的最低⽤量。关于发展社会事业和改善民生的几个问题
成膜助剂的⽤量达乳液或分散体的15%或者更⾼是不可取的，应考虑更换其他成膜助剂再试。除降低最低成膜温度和提⾼漆膜致密度外，成膜助剂还能改善⼯性能，增加漆的流平性，延长开放时间，提⾼漆的贮存稳定，特别是低温防冻性。
⽔性涂料的成膜助剂⼀般为醇醚类型的溶剂，最为常⽤的是⼆⼄醇醚类、丙⼆醇醚类以及N-甲基吡咯烷酮等成膜助剂，并具有⾼低沸点之分。⽔性涂料在夏季施⼯时，⽔分挥发较快，即表⼲相对过快，有部分⽔分可能会在未⼲透之前封闭在涂膜内，导致涂膜发⽩或是流平不好的弊端。因⽽，可通过添加少量适当⽽合适的⾼沸点溶剂来延缓涂膜的⼲燥速度，延长涂膜的开放时间，改善其施⼯性能和涂膜外观。在冬季⾥，由于⽓温较低，⽔性涂料的⼲燥速度较慢，也即⽔的挥发较慢，但成膜助剂相对⽐⽔挥发快⼀些，或许部分不⽔⼀起蒸发，使⽔性涂料不能形成致密的涂层，导致⽔性涂料的涂膜存在发⽩和开裂的现象。所以添加成膜助剂时，⼀定要考虑克服⽔性涂料在不同季节的施⼯性，同时还
要考虑其尽可能⼲燥速度快⼀些，这也是⽔性涂料最难的技术要点，尤其是Tg 较⾼的丙烯酸分散体更是难解决的问题。因此，多种成膜助剂来搭配是最好的选择。
成膜助剂有⼀个不树脂体系的相容性问题，在⼀个体系中很好的成膜助剂在另⼀种⽔性⽊器漆中可能造成体系不稳定，或者起严重，或者重涂性不良。配⽅设计时要充分考虑到这⼀点，并且过试验选取最佳成膜助剂及其⽤量。
消泡剂和抑泡剂
消泡剂是⽔性涂料中最难控制消泡不流平达到平衡的助剂之⼀。漆液在涂装中因搅动会产⽣⽓泡。存在于漆液中的⽓泡如不及时消除，漆膜⼲后，形成不可接受的瑕疵。漆液在⽣产过程中、泵送和灌装时也会产⽣⽓泡。
消泡是配⽅设计过程中不可忽略的因素，消泡剂的消泡机理是通过润湿渗透到由体系产⽣的泡沫薄膜上且不断要在薄膜上扩散，使泡沫薄膜的表⾯张⼒不平衡⽽破泡。
⼀般来说，消泡剂分为抑泡剂和破泡剂两种，抑泡剂的作⽤是抑制⽔性涂料在外⼒的作⽤下泡沫产⽣，⽽破泡剂主要是在已⽣成泡沫膜的表⾯迅速散布，破坏⽓泡的弹性膜，使之破裂，但常常两种搭配使⽤效果⽐较好，否则⾄少要选择⼀种有效的消泡剂。多数消泡剂，特别是机硅消泡剂，在⽤量过
⼤时会使湿漆膜产⽣缩孔，因⽽消泡剂的⽤量以能基本消除⽓泡为原则，不可过度追求消泡效果，以免出现缩孔等副作⽤。对于⽔性⽊器漆，矿物油类消泡剂⽐有机硅消泡剂的宽容性⼤，添加稍多不容易出现严重的缩孔，可以优先考虑选⽤。
⽬前市场上已有很多消泡剂，其选择要⾮常谨慎，可以从⼏个⽅⾯加以注意：
1、受控相容性，即是要达到消泡和表⾯效果的平衡，既要消泡，⼜要防⽌缩孔、流平性差等缺陷。
2、根据施⼯条件和⽅法进⾏消泡，例如刷涂、喷涂以及辊涂⾯临不同的起泡程度，也意味着不同的消泡剂选择。
3、抑泡和破泡的平衡，可根据不同加⼯和施⼯⽅式，合理搭配。
4 、长效消泡性能。许多消泡剂在漆液贮存过程中会逐渐减弱其消泡性能，在设计配⽅时应
使漆中的消泡剂含量偏⾼⼀些。
消泡剂的⽤量占整个配⽅的0.05%～0.5%，最好在0.1%左右，如果所⽤的消泡剂添加量超过0.5%才有好的消泡效果的话，应考虑更换消泡剂。不同的树脂体系对消泡剂的敏感程度不同。⽔性消泡剂选定的类型和⽤量必须根据不同的体系，通过实验来确定。
润湿流平剂
润湿流平剂能有效地降低体系的表⾯张⼒，显著改善⽔性⽊器漆的施⼯效果。加⼊润湿流平剂后漆对底材的润湿性能和渗透性增加，漆液的流平性得到改善，有时还能克服缩边 (镜框效应) 问题。更重要的是流平剂能解决常见的缩孔问题，特别是过度使⽤消泡剂后引起的缩孔。过量的流平剂会抵消消泡剂的消泡作⽤，使得漆液在施⼯时产⽣⽓泡，有的还有明显的稳泡作⽤，所以应尽量选⽤流平性好、
起泡性低、稳泡性⼩的润湿流平剂。流平剂不消泡剂的配合，包括品种的选择和⽤量的控制，是⽔性⽊器漆配⽅研究的重点.
理想的润湿剂应当包含以下⼏个⽅⾯：
1. 有效降低体系的表⾯张⼒能⼒，改善其对基材的润湿性和渗透性。
2. 尽可能低起泡性、稳泡。
3. 尽可能低的⽔敏感性。
4. 不影响层间附着⼒。
5. 良好的表⾯张⼒平衡，既能提⾼基材润湿，⼜不因过度降低表⾯张⼒⽽影响流平或产⽣缺陷。
流平剂⼀般⽤量在0.1％～1.0％，最好控制在0.3％左右，当消泡剂超量时，为了克服缩孔，流平剂的⽤量甚⾄会超过1％。腻⼦配⽅中可不⽤流平剂。
流变助剂
流变助剂提供低剪切条件下的流平效果，使涂刷后的漆液能尽快流平，减少刷痕，避免飞溅，但是随着⼲燥时间的推移这种流平作⽤减弱，漆膜固定，⼜可避免漆液在垂直⾯上产⽣流挂。
流变助剂从性能上可分为⾼、中、低三种剪切黏度的类型：低剪切黏度的流变助剂能够提供罐内黏度，
防⽌颜料沉降，并有效的控制漆液在⽴⾯作业时产⽣的流挂；提供中⾼剪黏度的流变助剂能很好的提⾼⽔性涂料的丰满度和流平性，⽽与⽤提⾼⾼剪切黏度的流变助剂则帮助流平、防⽌飞溅以及提⾼辊、刷涂施⼯性能。所以，流变助剂的种类和⽤量必须根据施⼯的要求及体系来选定，⼀般根据施⼯⽅法的不同来选定流变助剂类型，往往通过三种剪切黏度的流变助剂来搭配才能达到所需施⼯效果。
改善体成分聚氨酯缔合型增稠剂是⽬前在⽔性涂料中应⽤最⼴泛的，但是该类增稠剂在⽔性涂料体系中的选定不配⽅中其他成分有密切的联系。如增稠效果不⽔性涂料中的聚合物颗粒⼤⼩和疏⽔性以及助溶剂有很⼤的关系，如果⽔性涂料中的聚合物颗粒越⼩，越疏⽔，以及助溶剂在聚合物中的分配系数越⾼，其增稠效率就⾼，否则该类增稠剂添加很⼤量都没达到所需的黏度。同时，建议⽤⽔稀释后，在合理的剪切⼒下加⼊，否则也有可能不体系发⽣絮凝，产⽣颗粒。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议