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高PVC乳膠漆的研制,根據有關資料報道,市場上某些乳膠漆耐擦洗性僅幾十次甚至只有幾次
2019年07月23日    閱讀量:161    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1 前言

高PVC 乳膠漆因乳液用量少,價格便宜在市場上占有一定的份額,也是受歡迎的乳膠漆品種之一,但有些高PVC 乳膠漆的耐擦洗性遠達不到國家標準的要求,根據有關資料報道,市場上某些乳膠漆耐擦洗性僅幾十次甚至只有幾次,其主要原因是一些涂料生產廠忽視了所有乳液涂料品種都存在一個臨界顏填料體積濃度CPVC ,也就是不同乳液對顏填料量的承載能力有所不同,如果在乳膠漆中所加的顏填料超過了乳液本身的承載能力。


則乳膠漆的質量十分低劣甚至無法使用,如果選用具有高顏填料承載能力的乳液相對乳液用量就可以降低而乳膠漆的質量,不會受到太大影響,乳膠漆的成本勢必大大降低,筆者對此作了深人研究,用本公司的改性苯丙乳液研制成功了高PVC 乳膠漆,其性能達到了國家有關合成樹脂乳液內墻涂料標準的要求.


2 實驗部分

2.1 高PVC 乳膠漆的配方

高 PVC 乳膠漆的配方如表1 所示


表 1 高PVC 乳膠漆的配方


高PVC乳膠漆的研制,根據有關資料報道,市場上某些乳膠漆耐擦洗性僅幾十次甚至只有幾次 中國建材網,cnprofit.com


2.2 生產工藝

2.2.l 配制顏料漿

組成: 水,分散劑,潤濕劑,消泡劑,成膜助劑,防腐劑,防霉劑,抗凍劑,流平劑,顏填料,纖維素,增稠劑

工藝要求: 低速投料,然后逐漸提速攪勻,最后高速分散與研磨 ,


2.2.2 配漆

組成: 分散顏料漿,改性苯丙乳液中和劑,消泡劑,增稠劑

工藝要求 低速投料與低速攪勻,最后慢速除泡


2.3 高PVC 乳膠漆的性能指標

高 PVC 乳膠漆的性能指標如表2 所示

表 2 高PVC 乳膠漆性能指標


高PVC乳膠漆的研制,根據有關資料報道,市場上某些乳膠漆耐擦洗性僅幾十次甚至只有幾次 中國建材網,cnprofit.com


3 結果與討論

3.1 乳液

根據有關資料介紹和筆者的研究,當在乳液的聚合物結構中引進了一定數量的濕附著功能基團后,這些基團能與無機底材表面的水分結合成氫鍵或形成共價鍵,而這些氫鍵或共價鍵是遠比范德華力強得多的界面作用力, 故涂膜的附著力明顯提高,同時具有濕附著功能基團的乳液聚合物分子將附著在顏料表面的水分子擠走,使顏料更好地潤濕并使聚合物分子插入顏填料顆料之間,使之隔開從而使分散更加穩定,提高了涂料質量,具有濕附著功能的基團還能降低顏填料與乳液聚合物之間的結構化作用,使乳膠漆的粘度下降,可提高乳液的臨界顏填料體積濃度(CPVC 。


另外如乳液中采用自乳化劑后,這類反應性乳化劑以共價鍵的形式與聚合物結合而不再靠物理吸附結合,這樣乳化劑分子不再可能出現解吸現象,使乳液聚合物粒子在凝聚過程中受到靜電斥力和更大的空間阻礙作用,從而使乳液的穩定性得到很大的改善,并且乳液聚合物的成膜不再受到乳化劑遷移的影響,從而使涂膜的耐水性和耐擦洗性得到相應的提高 中國建材網cnprofit.com


TL-615 改性苯丙乳液正是用濕附著單體和反應性乳化劑,對原有苯丙乳液進行了雙重改性,并采用預乳化工藝和種子乳液聚合工藝其耐水性耐擦洗性較原有苯丙乳液有明顯的提高,并且有更突出的鈣離子穩定性凍融穩定性和對顏填料的承載能力,所以特別適用于高PVC 乳膠漆的配制.


3.2 顏填料

改性苯丙乳液的鈣離于穩定性突出 (5 % CaCl2 溶液乳液=1 :1 通過)所以對輕鈣,重鈣,方解石粉,滑石粉等填料的適應性很強,但要注意乳膠漆的白度,另外高嶺土一定要用煅燒高嶺土,其吸油量高,懸浮性能好,但要控制其用量.


3.3 分散

為使顏填料能在漆膜中充分發揮作用,必須盡可能地使顏填料分散成原級粒子,但顏填料的粒子越細比表面積越大,粒子的凝傾向也越大,故穩定性越差,由于本試驗中顏填料用量較高,所以如何使其分散穩定是關鍵,通常潤濕劑能降低顏填料的表面張力,使粒子表面較快地潤濕,并使分散劑容易吸附到粒子表面,分散劑通過電性吸附,包覆在顏填料粒子周圍,形成雙電層,同時由于滲透壓的作用。


形成水合層使分散粒子在水介質中穩定,但由于各種顏填料粒子表面的電性不同,如本試驗中所用的煅燒高嶺土,輕鈣,重鈣等表面的等電點使某些分散劑的吸附往往不穩定,具有吸附不牢或解吸的傾向,使分散粒子凝聚傾向增強,容易引起漿料發漲,沉降,結塊等現象,為此本試驗選用了TFC-1 分散劑拼用TFE-1 潤濕劑效果較好在分散過程中開始盡量稀一些,以充分潤濕然后加入HEC 增大粘度使分散更加穩定。


隨著分散劑用量的增加, 體系粘度往往下降,分散劑過量則粘度又逐漸上升,所以通常把粘度最低點作為分散劑的最佳用量,但分散劑的分散曲線有V 型和L 型兩種,其中L型最好,使用安全方便過量也無關緊要,TFC-1 分散劑是典型的L 型分散劑理論用量為0.4- 0.6 %,而實際由于吸附程度及粒子表面性質等問題,其用量應稍過量才能使顏填料粒子表面得到充分的吸附,否則在粒子面留有空隙,而吸附增稠劑或其他物質引起不穩定的現象,為此確定分散劑用量為0.8% 涂料經60oC 貯存一周變化很小基本上達到了試驗目的。


3.4 增稠

3.4.1 高剪切粘度

乳膠漆施工時的涂刷粘度稱為高剪切粘度( ICI 粘度)高剪切粘度太小,致使遮蓋力及豐滿度差,而且顏填料顆粒裸露在表面涂膜手感不好,但粘度過高則引起刷涂困難,高剪切粘度一般控制在0.8- 1.2 ,但由于目前缺乏儀器檢測只能憑經驗而定。


高剪切粘度與締合型增稠劑有關, 其增稠原理是通過吸附在乳膠粒子上,形成網絡或自身形成膠束網絡,但這些網絡吸附在乳膠粒子上容易引起乳膠粒子的絮凝,嚴重時會導致破乳,而且這種絮凝破乳不可逆,使用時必須用丙二醇充分稀釋TVA- 9702 增稠劑比其他同類增稠劑要好,使用時比較安全并能均衡中高剪切粘度。


3.4.2 低剪切粘度

貯存,搬運時乳膠漆的粘度屬低剪切粘度,低剪切粘度太小施工時流掛且開罐性能不好,形成上稀下稠分層等現象,粘度過高則流動性不好,影響施工流平性,所以一定的低剪切粘度可以保證貯存穩定性和均勻流平性能,低剪切粘度與堿溶性增稠劑有關, 由于其增稠原理是通過分子長鏈的相互纏繞,把自由流動的水相固定,并且這種分子長鏈纏繞,不易被剪切力分開,所以體系的流動性會變差,另外堿溶性增稠劑與陰離于分散劑屬同一類型物質,容易相互干擾造成顏填料粒子絮凝,引起乳膠漆發漲,結塊,發硬等問題,在使用時體系pH 值要控制在8 以上,pH 值低于8 時造成乳膠漆在貯存中較快出現膠凝現象。


pH 值低于7 則不起增稠作用,TVA-9760 TVA-9701 是用量少,增稠效果較好的堿溶性增稠劑, 羥乙基纖維素也是解決低剪切粘度較好的一種非離子型增稠劑,其增稠原理是通過吸水膨脹并水化而限制自由水流動,并通過分子長鏈纏繞形成網絡來限制自由水流動,但這種網絡較弱影響體系流動性較小,一般可單獨使用然而不太理想,應與其他增稠劑配合使用,才能配制成比較理想的乳膠漆,值得注意的是羥乙基纖維素必須在充分溶解的情況下才能發揮有效的作用,通常在溶解過程中加幾滴氨水可加快水化


3.4.3 中剪切粘度

乳膠漆在生產, 調制運輸以及施工時的粘度屬中剪切粘度,一般粘度控制在75-100KU ,其粘度過高或過低同樣會影響乳膠漆的貯存穩定性及施工性,本試驗采用羥乙基纖維素,TVA -9760 ,TVA -9701 ,堿溶性增稠劑以及TVA- 9702 締合型增稠劑,都兼有中剪切粘度并且由此組成一個較好的增稠流變系統,試驗表明這種組合的成本低效果好,具有較好的貯存穩定性,施工性,流平性以及較好的漆膜豐滿度。


3.5 消泡

本試驗采用 TSP-01 作為速效消泡劑,TSP- 02 作為長效消泡劑,兩者配合使用效果很好,而且不易產生縮邊魚眼等涂膜缺陷,TSP- 02 可在研磨階段加人,TSP- 01 可在配漆時加入,為了更好地消泡,建議配漆后期進行慢速攪拌除泡,通過緩慢攪拌使不易消除的泡沫加速上浮到表面消泡。


3.6 成膜

為幫助乳液成膜, 加入成膜助劑必不可少,但成膜助劑的加入,使乳化劑形成成膜助劑的乳化油滴,因此成膜助劑局部濃度過高時容易使乳液凝,聚成膜助劑可采用直接加入,稀釋后加入和先乳化后加入三種方法,本試驗在研磨階段加入,即用漿料稀釋比較安全;成膜助劑加量太小, 乳膠漆不能很好成膜引起涂膜開裂脫粉,性能受到不同程度的影響,而成膜助劑加量太大乳膠漆早期涂膜太軟且不易干,一般成膜助劑加量為乳液量的3 %-4 %而本試驗的加量為乳液量的5% 效果較好,這是因為在高PVC 乳膠漆中的乳液加量少,成膜助劑碰到乳液的機會大為減少,所以必須考慮成膜助劑在乳膠漆中的有效濃度,才能保證很好的成膜性能。


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