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造成乳 胶漆浮色发花的主要因素

2017/09/19 16:57
在生产 彩色乳胶漆过程中常常碰见浮色发花问题,乳胶漆 出现浮色发花时,调色变得很困难,即浪费 颜料又调色不准,涂料的开罐效果很差,且涂膜 颜色生成偏离并难以涂层均匀一致。涂料的 浮色发花因素很多,颜填料粒径差、体系中 各物质的表面张力差、以及各 物质的亲水亲油平衡值(HLB)、乳液与 色浆的兼容性等对乳胶漆的浮色发花生成较大影响。
 
颜填料 粒子的粒径对涂料浮色发花的影响
涂料在干燥过程中,随着涂 料中挥发份的挥发,这些挥 发份还会夹带一部分颜、填料把 它们带到涂膜上来,而这些颜、填料粒 子在被输送到表面时,有较高 表面积的较细粒子易于输送,而比表 面积相对低的粗粒子则有碍于运动,另外,在干燥 过程中乙二醇提供了一个膨胀的连续的亲水网状组织,蒸发的 物质通过此网状组织扩散到漆膜表面,在涂膜干燥时,更为亲 水的物质趋向于快蒸发,因为它 们优先进入亲水网状组织,从那里 它们易于扩散和逃逸。而在生 产乳胶漆的过程中,如果白 浆相对色浆来说亲水性强一些,即白色 的颜填料粒子的亲水性比色浆中颜料粒子更亲水一些,它们就 更易被强极性的挥发物质带到表面上来。加上颜 填料粒子粒径差太大,使得颜、填料之 间的混容性变得很差,尤其是 涂料中超细粒子过多,假如某 一品牌的立德粉或钛白粉的粒径分布很广,超细粒子过多,由于以上原因,用这种 颜料制得的色漆不好施工,施工过 程中涂料浮白现象严重,而涂膜则发生浮色。浮白色很难调深色漆,且会造成颜料的浪费。解决方 案是仔细选择颜、填料,使所选 用的颜填料的粒径要匹配;从而避 免浮色发花现象。
表面张 力差对涂料浮色发花的影响
在平常调色漆时,时常发 现有些色浆在白色基础漆中很难分散均匀,分散好 的色漆在静止一短段时间后,很快就 有分色或浮色现象发生,尽管涂 料在此种情况下的浮色、或者分 色并不一定会引起涂膜的浮色、发花,但涂料 的开罐效果不好。发生这 种情况时可以使用润湿分散剂来调整白浆或者色浆的表面张力,缩小它 们与涂料体系之间的表面张力差来消除涂料的浮色、发花。
在制漆过程中,白浆的 制作与色浆的制作工艺配方不同,制作白 浆常采用阴离子型分散剂或离子型聚电解质分散剂,而色浆 则多采用非离子分散剂,或与部 分阴离子分散剂并用,因而白 色颜料与彩色颜料粒子因吸附了一层不同的润湿分散剂而具有不同的表面性质,其亲水亲油值不一样,其表面张力也不一样。一般离 子型表面活性剂比非离子型表面活性剂的表面张力大。都是非 离子类表面活性剂,因其疏 水端分子结构不一样,其表面张力也不一样,而且分 子疏水端结构中最外面的链节对表面张力贡献最大。
表面能 低的分子意味着分子之间的力小,表面张力也较低。从热力学方面来考虑,表面张 力低的物质容易吸附转移到界面,而使体系稳定,因表面 张力降低削弱了液体收缩表面和液滴聚并的趋势、降低弯 曲液面的附加压力差,因而有 利于液面及分散体系稳定。所以,如果白 浆或色浆之间的表面张力与体系的表面张力差,相差大时,用这种 浆配置的涂料比较容易出现浮色。
乳液与 色浆的兼容性对涂料浮色发花的影响
乳液与 色浆兼容性好则涂料和涂膜的浮色发花情况会好很多,乳液对 色浆润湿好则色漆展色性也很好。
在水系 涂料中经常使用阴离子和非离子型表面活性剂作润湿分散剂,在水系 中具有极性和离子型表面的无机颜料,能够与 添加的离子型表面活性剂的极性基或离子发生作用,形成二层吸附层。
在水系 颜料浆中颜料粒子表面吸附了表面活性剂,形成一保护层,但保护 层之间的作用力有分子间力、静电力之分,所以其 间的作用力强弱不一样,当以上 色浆与各类乳液或乳胶漆混合时,色浆的 分散稳定性表现就不一样,当颜料 粒子表面的表面活性剂与乳液粒子表面吸附的表面活性剂即乳化剂或者水之间的亲和力大时,颜料粒 子所吸附的表面活性剂被剥离,使得颜 料粒子表面的保护层变薄,造成颜料的絮凝,从而引 起涂料涂膜的浮色发花。当然当 乳液颗粒外的乳化剂与色浆中颜、填料粒 子外的表面活性剂兼容性好时,则乳液对这些颜、填粒子的润湿就好,整个色 漆的展色性就好,色彩鲜艳,且不浮色。
这种由 絮凝引起的浮色、发花可 以通过改变或添加一种合适的润湿分散剂,表面张 力很低的表面活性剂,使其解絮凝,则可缓解发花或浮色;还可以 添加一些可生成触变结构的添加剂,如高岭土、或二氧化硅,在漆膜 中形成一种网络的结构,阻止颜料分离,从而阻止浮色或发花;或者提 高色浆中颜料粒子表面吸附的高分子化合物吸附层厚度,也是提 高涂料产质量量,提高涂料抗絮凝、防浮色的重要因素。
亲水亲 油平衡值对浮色发花的影响
亲水亲油平衡值(HLB)是个很敏感的问题,在生产 乳胶漆时常使用多种材料:乳液、颜、填料、溶剂、助溶剂及各类助剂。这些材 料它们都有自己的亲水亲油平衡值(HLB值),各材料 的亲水亲油平衡值匹配则涂料整个体系的性能就很优,浮色、发花、分水等现象就会克服。当然我们使用的乳液、颜填料选定以后,亲水亲油平衡值即HLB值就没法改变,但可以 通过仔细选择助剂,即润湿分散剂、增稠剂 等来调整整个体系的HLB值,使整个体系的HLB值平衡。我们知道,亲油的 物质其亲油端的表面张力小,涂料贮 存在容器贮罐中,这些亲 油的物质容易浮到表面上来,从热力学角度来讲,整个体系能量降低,体系稳定。当生产 的乳胶漆在静态即在容器中就浮色,不仅开罐效果不好,施工性能也不好,涂膜状态也不好。如果涂料浮白色,说明白浆HLB值比较小,白浆比较亲油,所以,生产白 浆时就要把白浆作得亲水一点;如果涂 料浮的是色浆的颜色,说明白浆HLB值比较大,比较亲水,则在生 产白浆时就要把白浆作得亲油一些,来阻止涂料浮色。
亲水亲油平衡值(HLB值)的匹配,可以通 过仔细选择润湿、分散剂来完成。阴离子 分散剂中带疏水基团的铵盐分散剂比羧酸钠盐类分散剂要亲油,HLB值小,且带疏 水基团的铵盐分散剂(如科达PE40A和汉高SN-Dispersant 5027)对乳胶 漆涂膜的浮色也有很大改善。因为当 颜填料粒子包裹了这种类型的分散剂时,颜填料 粒子周围不仅有静电阻力,还存在空间位阻,而且涂 膜在干燥过程中,随着水份的蒸发,铵盐中氨也挥发,使得此 类分散剂更疏水一些,从而包 裹了此类分散剂的颜填料粒子与成膜物兼容性更好,加上空 间位阻使得结构变得很膨松,从而使 涂膜在干燥过程中涂膜浮色,即动态 过程中浮色也得到抑制。
 
增稠剂 对乳胶漆浮色发花的影响
通过增 稠剂提高体系粘度一方面可控制颜料絮凝、沉降和 贝纳德旋窝流动,减轻浮色发
花现象,但在某 些条件下会加剧乳胶漆的浮色发花。一些假 塑性强的缔合增稠剂与HLB值较大 的表面活性剂有很大的亲和性,使其在 颜料表面上脱附,造成颜 料的聚集和絮凝,进而使 体系着色力下降并生成浮色发花。在有机 和无机颜料混用的体系中,尤其是钛白与钛青蓝、钛青绿 和碳黑色浆共用时,采用假 塑性弱的缔合增稠剂(如汉高2000、罗门哈斯2020、科达PU40A和科达AB708等)可获得 色泽较为满意的乳胶漆并有良好的流平性。

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