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乳膠漆調色流變性研究,對影響乳膠漆調色后黏度的幾個因素進行了分析討論,并進行了實驗驗證,最后提出了改善乳膠漆調色后黏度的建議
2019年07月19日    閱讀量:648    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

 隨著科學技術的進步和社會經濟的發展,建筑涂料的發展水平已成為衡量一個國家國民經濟發展程度的重要標志之一。建筑涂料中的乳膠漆由于色彩豐富,施工簡便,維護更新容易,自重輕,無毒無味,質量能滿足保護和裝飾要求,正在逐漸成為建筑物裝飾材料的主導。


乳膠漆調色后經常出現黏度發生大幅度上升或下降的現象,它會使成品彩色乳膠漆不能滿足使用時對流變性的要求,其中以黏度大幅度下降為最常見的現象,所以研究影響乳膠漆調色后黏度變化的因素,有助于解決這一問題,從而滿足彩色乳膠漆施工對流變性的要求中國建材網cnprofit.com


1 實驗部分

1. 1 實驗原料及儀器

原料:乳液,鈦白粉及填料,助劑。

儀器: SFJ高速實驗分散機,上海現代環境工程技術有限公司; NDJ - 1型旋轉式黏度計,上海安德儀器設備有限公司; QNZ型斯托默黏度計,天津市偉達實驗機廠; PL2002電子精密天平,梅特勒- 托利多儀器(上海)有限公司。


1. 2 乳膠漆制備

按照實驗方案,首先研究同一增稠體系下調色對不同PVC乳膠漆黏度的影響,然后考察不同增稠體系對同一PVC乳膠漆的影響,配制出不同配方的乳膠漆進行測試。

表1 不同PVC對同一增稠體系乳膠漆影響的實驗配方


乳膠漆調色流變性研究,對影響乳膠漆調色后黏度的幾個因素進行了分析討論,并進行了實驗驗證,最后提出了改善乳膠漆調色后黏度的建議 中國建材網,cnprofit.com

1. 3 實驗配方及結果

1. 3. 1 不同PVC對同一增稠體系乳膠漆的影響

不同PVC對同一增稠體系乳膠漆的影響情況見表1。


1. 3. 2 不同增稠體系對同一PVC乳膠漆的影響

不同增稠體系對同一PVC乳膠漆的影響情況見表2。

表2 不同增稠體系對同一PVC乳膠漆影響的實驗配方


2 結果討論

流變學是關于材料流動和變形的科學,黏度、觸變性和屈服值是流變學的三個重要參數,對乳膠漆有著很重要的意義,影響著乳膠漆的沉降性、施工性、流動性和流平性[ 1 ] 。乳膠漆一般需要控制三個黏度:低剪黏度(貯存穩定性) 、中剪黏度(流平及抗流掛性) 、高剪黏度( ICI黏度,控制飛濺及提高豐滿度) 。


ICI黏度計只能測出一個很窄的范圍, Stomer黏度計所測出的中剪黏度范圍稍寬,但Brookfield黏度計則給出了一個較寬的范圍,即從6轉黏度中可以看出貯存黏度,而60轉黏度涉及到Stomer黏度計所測出的中剪黏度范圍。這兩個黏度的比值為觸變指數。觸變指數越高,乳膠漆的抗流掛性能越好,觸變指數越低乳膠漆的流平性能越好。


觸變指數(TI) = 6 r /min黏度/60 r /min黏度從表1 可以看出,在同一增稠體系下,較低的PVC調色后黏度值下降較大,較高的PVC調色后黏度值下降卻較小。這是由于低PVC乳膠漆成膜物質較少,所以增稠時所用的增稠劑用量就相對較高,色漿加入后,色漿含有的有機助溶劑和表面活性劑會對締合型增稠劑產生破壞作用,從而使黏度降低,較低PVC由于含有相對較多的增稠劑,從而比低含量的高PVC乳膠漆黏度下降的小。


從表2可以看出,在同一PVC乳膠漆當中,不同的增稠體系對調色后流變性的變化影響巨大。當乳膠漆中含有較多的對水相增稠的增稠劑時,其調色后黏度下降較小,而使用締合型或聚氨酯類增稠劑的乳膠漆則黏度下降較大,所以多使用水合型增稠劑,對抑制調色后黏度下降過多有幫助。


除了PVC和增稠體系外,影響乳膠漆調色后黏度變化的另一主要因素是色漿。色漿的固含量通常為30% ~60% , 其中有機色漿固含量為30% ~60% ,無機色漿為60% ~65% ,炭黑色漿的固含量是最低的,一般為30%左右。


色漿的組成中不僅含有水,還有大量的潤濕分散劑和助溶劑。調色過程中由于加入色漿的同時也加入了水和溶劑,水和溶劑對乳膠漆進行稀釋使乳膠漆黏度下降,屬于正常現象。在這里是指乳膠漆黏度下降超出預計的范圍,調色后使乳膠漆的黏度大幅度下降。


尤其是炭黑色漿使乳膠漆黏度下降更大,當用炭黑色漿調色時,黏度下降通常在50%以上。這是由于色漿中含有較多的二醇類溶劑和表面活性劑,尤其是炭黑色漿,由于比表面積大,分散過程中使用的潤濕分散劑量較其他顏料高。


當調色基礎漆乳膠漆配方中全部是締合型增稠劑或以締合型增稠劑為主時,使用有機助溶劑和表面活性劑含量高的色漿調色,乳膠漆黏度下降比較嚴重。這種乳膠漆體系調色,不僅色漿中的水分和溶劑對乳膠漆進行稀釋使黏度下降,同時色漿中的溶劑和表面活性劑(潤濕分散劑)要干擾締合型增稠劑的締合作用,乳膠漆黏度結構被破壞,黏度大幅度降低。


如何預防與解決:對調色基礎漆的增稠體系重新搭配,適當搭配使用水合型增稠劑,并適當提高調色基礎漆的原始黏度,預留一定黏度數值范圍;或選用無溶劑色漿,其對調色黏度降低比較少,但要注意黏度的上升。對于黏度已經過度降低的成品彩色乳膠漆,可以適當補加增稠劑攪拌均勻。


另外,調色過程中也存在乳膠漆黏度大幅度升高的現象。在調色基礎漆與色漿進行調色過程中,乳膠漆調色后黏度下降一定數值,甚至下降很大幅度的情況比較常見。但有些色漿則相反,會是黏度升高,隨著色漿用量增加,乳膠漆黏度不斷升高,而且不能用水來稀釋,加水越多,越攪拌,黏度上升越快,直至膠化。


色漿的溶劑組成與調色基礎漆差距比較大,或者色漿不含溶劑,或所含溶劑種類不恰當。隨著色漿的加入,破壞了原調色基礎乳膠漆的水- 有機溶劑的平衡,乳膠漆中使用的締合型增稠劑,在原調色基礎漆中有機溶劑與水混合溶劑能溶解增稠劑,其分子鏈呈展開狀態。


調色兌入色漿使乳膠漆中有機溶劑減少,水增多。有機溶劑水混合溶劑不能溶解增稠劑,此時的水- 有機溶劑的混合溶劑對增稠劑的溶解力下降,締合型增稠劑變得不溶于水,甚至析出,對水產生排斥,使乳膠漆黏度上升。同時由于溶劑對締合的干擾減少,增稠劑締合顆粒的能力極大加強,增稠劑攜帶著吸附粒子從乳膠漆介質水中被抽出,并對水產生極大的排斥作用,使乳膠漆黏度進一步上升。


因此,如果色漿中溶劑含量少,調色乳膠漆乳液疏水、溶劑量有限,在調色過程中兩者混合后,當彩色乳膠漆中的水超過一定極限值后,水性乳膠漆變得用水無法稀釋。解決方法是適當添加乙二醇做稀釋溶劑,則黏度會很快下降[ 1 - 2 ] 。


3 結論

在選定調色體系后,乳膠漆調色后黏度大幅度變化的主要影響因素是增稠體系,以選用對水相增稠效果明顯的增稠劑對解決這一問題有利,在同一增稠體系下,較高PVC的乳膠漆調色后黏度變化則較小。


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