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乳胶漆配方中涂料助剂与乳胶漆性能关系

文章出处:原创网责任编辑:小莉作者:小莉人气:-发表时间:2015-02-02 14:32:00

  涂料助剂

建筑涂料包括水性建筑涂料和溶剂型建筑涂料,溶剂型建筑涂料因其固化过程释放有毒溶剂,不符合环保要求而在建筑涂料中受到限制,但由于溶剂型涂料的高分子成膜物耐老化性强、附着力好、涂层光洁、耐沾污、耐磨性、耐酸碱、耐水性等优于一般水性涂料,在高层建筑的外墙装饰中仍在使用。从长远看,会被水性氟碳、硅丙等高性能涂料取代。水性建筑涂料分水溶性涂料和水乳胶涂料(乳胶漆),因乳胶漆工艺成熟,应用广泛,这里重点介绍乳胶漆。

乳胶漆是以聚合物乳液为基料,加入颜料、各种助剂和去离子水,经特定加工工艺制备而成。聚合物乳液和颜料构成分散相,水为连续相。

润湿分散剂
分散剂的主要作用是:使颜填料的表面湿润,协助机械剪切作用将颜填料从二次结构研磨成初级结构(一次结构),并使分散稳定化。其作用机理是:离子型分散剂被吸附于颜填料表面形成双电层,借同性电荷的相斥使分散体系稳定化;另外,离子型和非离子型分散剂也会在颜填料表面形成亲水性吸附层,因位阻效应使分散体系稳定化。

无机润湿分散剂有聚磷酸盐类,如六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、四偏磷酸钠等,它们价格低廉,分散效果较好,但对乳液的稳定性有一定影响;有机类润湿分散剂有阴离子型、阳离子型和非离子型表面活性剂,其特点是分散效果好,但产生泡沫多;另外一类是高分子树脂类分散剂(如聚丙烯酸盐类),其特点是:价格适中,用量较少,分散效果好,泡沫少。

成膜助剂
成膜助剂又称聚结剂,它能促进乳胶聚合物的塑性流动和弹性变形,改善其聚结性能,能在较低的施工温度下成膜,又不使涂膜过于柔软。成膜助剂是一种易挥发的暂时性增塑剂,因而不会使于膜太软或发粘。选用的成膜助剂一般应符合下列要求[2]:

(1)能明显地降低聚合物的最低成膜温度,并与聚合物的相容性好,是聚合物的良溶剂,有助于提高涂膜的光泽。
(2)具有较高的沸点和一定的挥发速度,但其挥发速度至少低于水,使聚合物成膜前保留在涂料中,而在成膜后逐渐挥发掉。
(3)应微溶于水或具有一定的水溶性,易为乳液粒子吸附而聚结。满足以上要求的成膜助剂应具有高效、用量少,功能多,满足乳液多种组分的要求;应冻结点低,利于运输、低温包装和储存;有助于改善涂膜性能,使涂料的成膜性、耐候性、展色性、耐擦洗性等均有较大的提高。

常用的成膜助剂有3类,第1类是乙二醇、丙二醇、己二醇、苯甲醇等,它们水溶性强,有防冻作用,但降低成膜温度的效果较差,加量较大;第2类是醇醚类(乙二醇、丙二醇、丁二醇醚类),它们水溶性强,降低成膜温度的效果一般,加量适中,有防冻作用;第3类是醇醚—12等,此类助剂水溶性差,降低成膜温度的效果好,加量少,毒性小。

消泡剂
由于乳胶漆中使用了表面活性剂,如乳化剂、分散剂等,易产生泡沫,会造成涂膜缺陷,使涂膜保护性能和装饰性能随之下降,因此,消泡剂的使用必不可少。消泡剂分硅类消泡剂和非硅类消泡剂,硅类消泡剂效率高,消泡力持久,但分散性较差,易出现过缩孔、油点、缩边、再涂性较差;非硅类消泡剂分散性好,不易出现过缩孔、油点、缩边,但消泡效率较低。消泡剂的用量一般在0.5%O~5%O之间,通常,在分散阶段加1/2~1/3,涂料调配阶段加1/2~2/3。有时要加入2种以上消泡剂,保持消泡性和贮存稳定性的统一。

增稠(流变)剂
由于水性建筑涂料乳液和颜填料体系粘度太低,没加入增稠剂之前易出现分层、絮凝、沉淀等问题,涂料的贮存稳定性、开罐性能、施工性能都不令人满意,加入增稠剂之后,改善了涂料的流变性,这些缺陷基本上可以消除。

增稠剂的种类很多,主要有无机增稠剂(以膨润土、超细二氧化硅为主)、有机增稠剂(纤维素类、碱溶胀型丙烯酸乳液类、缔合型聚氨酯增稠剂)。有机类中纤维素类增稠剂的增稠机理是由于它们具有很强的吸水能力,在乳液中体积大幅度膨胀,使乳液粘度显著增加,从而起到增稠效果;碱溶胀型增稠剂的增稠机理首先在于它自身能吸附在乳液颗粒表面形成包覆层,使乳液粒子的体积增大而导致粘度提高。其次它还能进入水性体系使粘度增大;缔合型聚氨酯增稠剂增稠机理在于它们的分子中存在憎水剂和强极性基团,能与乳胶漆的聚合物和颜料发生缔合作用,形成瞬间网络结构。这类增稠剂具有优异的流变性。在低成本、高含水量的乳液中,羟乙基纤维素具有较高的中、低剪切粘度,有利于乳胶漆的贮存,避免分层,但其明显的缺点是高剪切粘度太低,丰满度低,流平性差、易霉变、易飞溅。一般来说,仅用一种增稠剂存在不少缺陷,因此,可根据乳胶漆的不同要求,按照增稠剂的性能灵活选择一种或几种配合使用,发挥其协同作用。

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