潤濕分散劑
顏料和填料在水中的潤濕分散是乳膠漆生產的重要環節,一般有潤濕、分散和穩定三個過程。乳膠漆中水的表面張力較大,生產時很難把體系中的顏料、填料充分潤濕,因此加入一定量的潤濕劑降低體系的表面張力,以使顏料、填料很容易被水潤濕。
表面張力
同時為了使聚集在一起的顏料、填料通過剪切力分散成原級粒子,并且通過靜電斥力和空間位阻效應而使顏料、填料顆粒長期穩定分散在體系中而不附聚,保持很好的儲存穩定性,生產中必須加入一定量的分散劑來達到此目的。
分散劑的品種較多,具體可分為無機類、有機類和高分子類三大類。無機類和有機類分散劑由于對涂料的耐水性、光澤有一定影響,現已逐漸被高分子型分散劑所取代。
高分子型分散劑目前主要以低相對分子質量的聚丙烯酸鹽和聚甲基丙烯酸鹽使用最為普遍。其中以低相對分子質量的聚丙烯酸鹽和聚甲基丙烯酸鹽使用最為普遍。這類分散劑對有機顏料和無機顏料分散性均良好,展色性優異,還有助于涂料光澤提高。
消泡劑
乳膠漆中含有許多表面活性劑,如乳液中的乳化劑、乳膠漆中的潤濕劑、分散劑等。它們都有起泡的傾向。在乳膠漆生產和施工中,泡沫都將干擾生產和施工的正常進行,有時還會影響涂膜的質量。因此在乳膠漆生產中,消泡劑的作用十分重要。消泡劑的作用是降低液體的表面張力,使生產涂料時因攪拌而產生的大量氣泡迅速消失,減少涂料制造與施工障礙。消泡劑的用量要適當,加入過多會引起縮孔、縮邊、涂刷性差和重涂性差等問題,用量過少,消泡效果差。
增稠劑
水性涂料以水為分散介質,而水的黏度很低,不能滿足涂料使用時的要求。例如,乳膠漆作為用量最大的一種水性建筑涂料,在生產、儲存、施工和成膜過程中,都要求有一合適的流變性。因此生產時,要加增稠劑調節流變性,以滿足各種要求。沒經過增稠調整的涂料呈稀溶液狀態,在儲存過程中易發生分水和顏料沉降現象,而且施工過程中會產生流掛,無法形成厚度均勻的涂膜,因此必須加入一定量的增稠劑來提高涂料的黏度,以便于儲存和施工。
增稠劑
增稠劑可以任意調整涂料的黏度,但不能改變涂料的固含量。通常我們所看到的涂料外觀的稠與稀實際為涂料黏度,與固含量無關。黏度的高低也會影響涂料的遮蓋力和涂刷面積。
增稠劑的類型和品種繁多,選擇增稠劑往往較復雜。對于乳膠漆現在還常用的增稠劑主要有水溶性纖維素、聚羧酸鹽類(也稱為堿溶膠型增稠劑)和含官能團的共聚物乳液(也稱為締合型增稠劑)。
應用最為廣泛的水溶性纖維素是羥乙基纖維素(英文簡稱為HEC),不同相對分子質量的纖維素的水溶液黏度表現出很大的差異。一般相對分子質量為3萬和6萬的HEC適用于做乳膠漆的增稠劑。
纖維素類增稠劑與聚合物乳液的相容性一般并不好,常引起乳液涂料的失光,因此不宜用于有光乳膠漆中。另外,纖維素類增稠劑容易被微生物降解而發霉。
聚羧酸鹽是又一類重要增稠劑。主要包括聚丙烯酸鹽和聚甲基丙烯酸鹽。當其相對分子質量較小時(小于1×103)可以作為分散劑,而相對分子質量大于1 × 103時可作為增稠劑。這類增稠劑在堿性條件下對乳液的增稠作用明顯,一般這類增稠劑又被稱為堿溶脹增稠劑。
聚丙烯酸鹽和聚甲基丙烯酸鹽的最大優點是與丙烯酸類乳液相容性好,所增稠的乳液容易成膜,涂膜平整而且不會被消光。另外這類增稠劑有不易被微生物降解的優點。
乳液型增稠劑又稱為締合型增稠劑。此類增稠劑的主要品種為聚丙烯酸型、聚甲基丙烯酸型和聚氨酯型。這類增稠劑在堿性條件下可以被乳液粒子所吸附,并相互聚集使乳液黏度增加。但這種聚集是不穩定的,一旦對它施加壓力,聚集即被破壞,黏度下降。而若應力消除,顆粒又重新聚集,黏度又上升。
因此涂料具有良好的觸變性。締合型增稠劑可以使有光乳膠漆的光澤達到80%以上,遠比聚丙烯酸鹽增稠劑好。它同樣不會發生微生物降解作用,因而是種較為理想的增稠劑。
成膜助劑
一般乳液都有一個最低成膜溫度,在10~25℃之間。當外界環境溫度低于涂料的最低成膜溫度時,涂料涂刷后涂膜即會出現開裂而無法成膜。科技工作者也可以把乳液的最低成膜溫度設定得更低一些,雖能解決乳液的成膜問題,但一旦環境溫度較高時,涂膜可能會表面發黏,影響其使用效果。
為了使乳液涂料既能在較低氣溫下成膜,又不使涂膜過于柔軟,工藝上采用加入成膜助劑來解決。這種成膜助劑在成膜時使乳液的最低成膜溫度降低;成膜完成后即逐漸揮發,使涂膜的力學性能和硬度恢復到原來水平。
成膜助劑的用量應根據乳液品種的不同和施工季節的變化而調整。在眾多的成膜助劑中,醇酯-12以其成膜效果好、適用面廣、性能全面而受到乳膠漆生產企業青睞。
防霉防腐劑
乳膠漆中具有微生物生存繁殖的先決條件,如有機物、氧氣、濕度、酸堿度和溫度等,其生存所需的氧分非常充分,尤其是用纖維素增稠的乳膠漆。微生物會給乳膠漆帶來很多問題。包裝中的乳膠漆會因細菌的繁殖而出現黏度下降、發臭、乳液破乳等,最終導致乳膠漆報廢。
乳膠漆涂膜在使用環境中,尤其是高溫、高濕等環境影響下,會遭到霉菌和藻類的侵蝕,造成涂膜變色,聚合物降解等,最終喪失其裝飾和保護功能。乳膠漆加入防霉劑的作用是防止涂料涂刷后涂膜在潮濕狀態下發生霉變。防腐劑的作用是防止涂料在儲存過程中因微生物和酶的作用而變質腐敗。
防凍劑
防凍劑的作用是降低乳膠漆中水的冰點以提高涂料的低溫穩定性和抗凍性,常用的有乙二醇和丙二醇等物質。同時這些助劑的揮發速度比較慢,有利于延長乳膠漆的開放時間和搭接時間,從而有利于涂料的施工,避免接痕,最終獲得效果比較好的涂膜。
流平劑
乳膠漆如果未加入流平劑,在施工過程中往往會出現漆膜流平性不好的情況。這是由于乳膠漆中的水分外蒸內吸,涂膜失水太快。流平劑的作用實際上是延緩乳膠漆中水分的蒸發,使涂料有足夠的時間鋪展。
pH值調節劑
乳膠漆的pH值對其穩定性、抗菌性、消泡性和增稠的難易等都有影響,通常控制在7.5~9之間,偏堿性。
pH值調節劑最具有代表性的產品是AMP-95,其優點是調節后乳膠漆的pH值穩定。由于隨后的揮發,對涂膜耐水性也沒有影響,耐洗刷性也得到提高。它還兼有分散作用,能提高有光乳膠漆的光澤,也被稱為多功能助劑。
在一些低檔的乳膠漆中,也有用氨水調節pH值的。氨水價格便宜,但有不愉快的氨氣味,在涂料儲存期間易發生pH值的漂移。
防銹劑
為了防止包裝鐵罐的生銹腐蝕,常在乳膠漆中加入防銹劑。常用的防銹劑為苯甲酸鈉和亞硝酸鈉,兩者混合使用效果更好。用量一般為涂料的0.2%~0.5%。防銹劑只是短期的防銹效果,若乳膠漆需長期保存,應裝入塑料桶貨或有防腐蝕涂層的鐵桶中。






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