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聚丙烯酸酯乳膠漆的穩定性研究,對以聚丙烯酸酯和顏填料及助劑為主要原料生產的建筑乳膠漆在儲存過程中產品質量不穩定現象進行了分析
2019年07月22日    閱讀量:447    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

近年來, 作為建筑涂料使用的聚丙烯酸酯乳膠漆的發展十分迅速。以合成樹脂代替油脂, 以水代替有機溶劑, 是建筑涂料工業發展的兩個主要方向[ 1] 。目前, 在繁多的建筑涂料中, 乳膠漆已經成為裝修裝飾材料中不可缺少的主要產品之一中國建材網cnprofit.com


在乳膠漆系列產品中, 聚丙烯酸酯乳膠漆在近年得到了迅速的普及和發展。該產品以其漆膜的耐水、耐酸堿、耐光、耐氣候、光澤度好等性能優于其他產品。由于使用不同的丙烯酸酯類共聚的方法來調節漆膜的特性, 免去了外加其他增塑劑造成漆膜在暴曬過程中由于增塑劑的損失而導致的漆膜變脆的缺點。所以聚丙烯酸酯乳膠漆已在建筑涂料中占有重要的地位。


 國產聚丙烯酸酯乳膠漆的質量和配置與國外同類產品相差無幾, 有些性能指標還要優于國外品牌。但一些中小企業生產的產品在儲存過程中常出現沉降分層、色相不均、再次攪拌起泡等現象, 影響產品的開罐效果、流平性、耐洗刷性、涂層光澤、附著力等。造成此現象的因素很多, 乳液、填料、潤濕分散劑、增稠劑、配方和生產工藝等都會對其產生影響。為保證產品在保質期內的質量穩定, 就要對產品的沉降分層現象給與控制, 以保證產品的穩定性。


1 沉降分層產生的原因

 乳膠漆之所以會出現沉降分層現象, 主要是其中添加的各組分因重力作用不同而下沉或上浮, 粒子間的范德華力促使顆粒產生凝聚, 使其顆粒增大,重力作用顯著, 沉降加劇。依據斯托克定律, 乳膠漆中各組分的沉降速度與粒子細度成倍數關系, 與其密度成正比, 隨體系黏度增加而下降[ 2] 。


乳膠漆中添加的各組分的密度差異較大, 固液性能各不相同, 使得實際沉降體系較為復雜, 顏料和填料、乳液、潤濕分散劑、增稠劑等互相影響。尤其是體系絮凝使沉降速度大幅增加。造成體系絮凝的主要原因是原材料的不相容性, 如分散劑與乳液、增稠劑的不匹配等。只有在乳膠漆的生產過程中采取必要的措施才能減緩或消除乳膠漆在儲存過程中的沉降問題。


2 消除沉降分層的方法

2. 1 原材料的選擇

 要生產出質量穩定的聚丙烯酸酯乳膠漆, 除選用優質的聚丙烯酸酯乳液外, 還要保證其他原材料的質量[ 3] 。

1)體質填料要選擇粒度細小、易分散、穩定性強的優質產品;

2)乳化劑要選擇對單體具有更大增容能力的且應有良好的聚合穩定性和儲存穩定性的產品, 采用陰離子型和非離子型乳化劑混合使用可取得更好的乳化和穩定效果;

3)成膜助劑的選擇要保證溶解性好、成膜凝結效果優良且能保證充填、融合、擴散3個過程的連續。

 增稠劑選擇增稠效果好、耐水耐堿性好、且具有流平性、均涂性、抗流掛性、不腐蝕等特點的增稠劑。其他組分的選擇也如上述一樣, 都應具有明顯的特質作用和優良的個性特點。


2. 2 生產工藝過程的控制

 在乳液加料過程中, 使攪拌處于中、低速度, 避免過度剪切造成乳液破乳, 防止凝膠產生; 在調漆之前加入一定量的表面活性劑也可以保護乳膠粒子不至于破乳; 加入一定量的增稠劑, 可防止乳膠漆沉降; 增稠劑應用水稀釋后加入。 在乳膠漆的生產過程中, 應充分考慮乳液鈣離子的穩定性, 機械穩定性及與增稠劑、色填料的匹配性; 選擇觸變性的高效分散劑配置出變性乳膠漆, 可以避免乳膠漆在儲存中的沉降; 調整配方并選擇合適的增稠劑使乳膠漆在高、中、低剪切條件下的粘度更為合理, 確保產品的持久穩定性。


2. 3 顏料分散不穩定的控制

 顏料分散均勻是涂料制造技術的重要環節。把顏料粉碎成細小的顆粒, 均勻地分布到連續相中, 以期得到一個穩定的懸浮體。顏料分散的過程是相當復雜的。一般認為有潤濕、粉碎、穩定3個相關過程。潤濕是指用樹脂或添加劑取代顏料表面上的吸附物, 如空氣、水等。即固- 氣界面轉變為固- 液界面的過程; 粉碎是指用機械力把凝聚的二次團粒粉碎成接近一次粒子的細小粒子, 構成懸浮分散體; 穩定是指形成的懸浮分散體在無外力的作用下, 仍能處于分散懸浮狀態。涂料中顏料的分散主要取決于分散系組成物的性質及它們之間的相互作用, 顏料在漆料中的分布情況及分布結構, 決定了乳膠漆的穩定性。


 乳膠漆中顏料分散不穩定主要表現在成膜色差大, 即同一種顏色的乳膠漆經過一定時間的存放后,再次涂刷成膜顏色與前一次相差很大, 肉眼就能明顯觀查。聚丙烯酸酯乳膠漆的儲存穩定性完全取決顏料分散的質量, 如果顏料分散不好, 會產生沉淀,造成浮色, 花色, 著色度下降, 乳膠漆的流動性也會發生變化。在聚丙烯酸酯乳膠漆中顏料表面的吸附層是聚丙烯酸酯乳液和其他助劑的混合物。顏料表面除了吸附低分子化合物外, 還吸附有一定數量的高分子化合物。如果濃度不適宜, 將會影響顏料吸附層的厚度。濃度過高, 出現副吸附, 使穩定性下降; 濃度過低, 又會出現高分子的交聯吸附, 顏料產生絮凝、沉淀, 破壞了分散體系的穩定性。


 聚丙烯酸酯乳液在顏料表面發生吸附作用時,由于基料對顏料潤濕不好, 所以必須借助于潤濕劑。因為聚合物在顏料表面的吸附少, 涂料的儲存穩定性差, 所以必須借助于分散劑的作用。選擇適宜的潤濕劑和分散劑, 嚴格按工藝操作, 即能降低色漿的黏度改善流動性; 提高顏料的著色力和遮蓋力; 取得防止浮色、流掛、沉降效果; 提高涂膜的物化性能; 改變乳膠漆的流變性, 確保成品在保質期內儲存的質量穩定性。


3 結論

 根據上述的分析和論述, 聚丙烯酸酯乳膠漆在生產過程中只要能夠保證選擇優質的原材料, 在工藝過程中給與嚴格控制, 就一定能保證其質量的穩定, 產品就會增加越來越多的市場。


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