乳胶漆贮存过程中沉积分层因素研究

data-full-width-responsive="true"> 乳胶漆贮存过程中沉积分层因素研究吴超贤 1, 陈炳耀 2, 毛秋燕 2, 庞文武 1, 温海军 2, 钟姗 2（1 广东顺德三和化工有限公司 , 广东 佛山 528325;2 广东三和化工科技有限公司 , 广东 中山 528429）0　前言　　在我国，人们习惯上把以合成树脂为基料，以水为分散介质，加入颜料、填料和助剂，经一定工艺过程制成的涂料，叫做乳胶漆。乳胶漆在结构上可以大致分为两个体系：a 合成树脂固体颗粒在水中分散体和颜料，属于胶体分散；b 颜料颗粒在水（各种助剂的水溶液）中分散，属于悬浮分散或者粗分散。由于分散体系不稳定，受到外界环境和内部结构的影响，容易产生沉淀分层等现象。　　近几年来，建涂乳胶漆因其美观、环保、实用等特点，受到了普遍欢迎，并取得了较好的发展。虽然我国乳胶漆的开发和应用起步较晚，乳胶漆的贮存稳定性上仍存在较大的差距，但有些产品的部分性能指标已达或超过国外同类产品标准。国外乳胶漆产品开罐后，外观看起来无结块、无分水、无分层，而国内很多厂家生产的乳胶漆在开罐后，常出现分层、分水现象，有些甚至下层结块。　　乳胶漆体系絮凝不稳定分层这些表现现象一般与乳液、助溶剂、增稠剂、悬浮剂有关。1　实验部分11　理论依据　　乳胶漆中的颜料粒子的沉降速度可以用 stokes 公式为依据，公式如下：　　式中：V-沉降速度，cm/s；r-颜填料颗粒的半径，cm；g-重力加速度，m/s2；p1 - 颗粒体系密度，g/cm3； p2- 液体介质密度，g/cm3；- 液体粘度，Pas。　　由上式可知：通过减小颜填料颗粒半径、降低颗粒体系与液体介质的密度差、增加液体的粘度这三种方式，可以降低粒子的沉降速度，从而达到稳定体系和改善贮存稳定性的作用。在乳胶漆的制造过程中，通过砂磨可以改变颜填料粒子的半径；通过改变增稠剂、稀释剂的种类和用量，可以改变体系的粘度；分散剂可以实现颜填料的润湿、分散与稳定等。因此将斯托克斯法则引入研究乳胶漆沉降因素中来，能够为我们的实验提供理论依据。12　实验原料　　配方：纯丙烯酸乳液：20-30%；　　颜填料：30-40%，钛白粉、重钙粉和高岭土的混合物；　　湿润分散剂：05%，L9525A、L9512、L9508A、L9508C 变量选其一；　　增稠剂：07%，其中羟乙基纤维素 04%，L4512+L4376/L4375/L4365 的混合物占 03%；　　消泡剂：03-04%，L9502A（便宜、效果一般，常用）、L9503、L9503A（高档）；　　成膜助剂：1-2%，L4210；　　溶剂：20-30%，L3000。13　乳胶漆的制备　　把乳液、粉料、助剂和水准备好，找个容量为 1000g 的留样罐，用多功能的分散机分散，按照国标一步一步将乳液、粉料、助剂和水混合分散，搅拌均匀，把细度控制到 m。然后观察增稠剂、防冻液和防沉剂的加入量是否影响乳胶漆的分层，只改变它们的剂量和种类。14　测试项目　　通过改变不同的参数，制备不同的乳胶漆，并对其性能进行测试，测试项目见表 1：2　结果与讨论21　分散剂对乳胶漆分层的影响　　适当使用分散剂可以提高乳胶漆分散稳定性的界面活性物质，而且价格适中、用量较少、泡沫少、分散效果好。为了防止分散稳定了的颜填料粒子再度形成有害的絮凝，在涂料中添加的分散剂吸附在粉碎成细小微粒的颜填料粒子表面，构成吸附层，产生电荷斥力和空间位阻效应，保持分散体系处于稳定的分散状态。　　涂料的遮盖力、透明度、着色强度、流动性、粘度、机械强度等都与分散效果的好坏有直接的影响。分散剂和润湿剂的加入，可以能缩短研磨时间，也可以提高研磨分散的效率，有利于提高涂料产品品质的稳定性。分散剂和湿润剂是涂料产品不可缺少的助剂。　　本组实验通过选用不同的分散剂，测试结果见表 2：从表 2 可以看出，用 L9508A 与 L9508C 作为分散剂生产出的乳胶漆极容易分层，而用 L9525A 与 L9512 作为分散剂生产的乳胶漆不容易分层。在外力影响下，颜填料颗粒上解很容易吸附，使颗粒重新聚集，粒径增大，沉降速度增加，造成乳胶漆分层。另外，由于颜料聚集，使漆膜的着色力和遮盖力下降，对比率降低。22　增稠剂对乳胶漆分层的影响　　在乳胶漆涂料的配方设计中，增稠剂的搭配使用是重要的一个环节，它联系到乳胶漆的多性能，如涂抹外观、施工性、展色性、储存性以及展色性等。不同增稠剂配合对贮存稳定性和流平性的影响不同。采用 HEC 增稠剂时，有时候会发生上层分水现象，这是因为纤维分子吸附能力弱，极容易被漆中的表面活性剂、润湿剂等所置换，游离于水相。讨论一下最常用的 HEC 增稠剂，单独及其搭配使用对乳胶漆分层的影响。为了能更直观的看出增稠剂不同对乳胶漆分层的影响，还有增稠剂的使用对乳胶漆贮存性的影响。　　乳胶漆的贮存稳定性和施工性被增稠剂的使用兼顾了。　　本组实验通过选用不同的增稠剂，测试结果见表 3：　由表 3 可知：用 L4512+L4365 作为增稠剂生产的乳胶漆极容易分层，增稠剂匹配搭档就不会影响乳胶漆的分层。23　防冻液数量对乳胶漆分层的影响　　防冻液是一种含有特殊添加剂的冷却液，主要用于液冷式发动机冷却系统，防冻液具有夏天防沸，冬天防冻，全年防水垢，防腐蚀等优良性能。为了提高乳胶漆在低温、寒冷条件下适应能力，在漆上添加防冻液，本组实验将改变防冻液的加入量，在 -5℃下进行冻融实验，结果见表 4。　由表 4 可知防冻液数量对乳胶漆分层没影响，其实一年四季都需要加入防冻液。不过综合价格因素，选择为 2% 左右。24　防沉剂对乳胶漆分层的影响　　防沉剂的使用应兼顾乳胶漆的贮存稳定性与施工性。涂料既是一个多相体系，又是一个粗分体系。在热力学上是不稳定体系，颜料和填料在重力作用下会沉淀。如何延缓其沉淀，或即使产生沉淀，该沉淀也是疏松易重新分散的，这是涂料生产者必须面对的问题，加防沉剂就是解决此问题的方法之一，本组实验将改变通过改变防沉剂的加入量，探究对乳胶漆分层的影响，结果见表 5：　由表 5 可知防沉剂日入量少了就会影响乳胶漆的分层，加多了会影响成本，综合价格因素，选择为 04% 至 05%。3　结论　　（1）不同的分散剂也会影响乳胶漆的分层，L9508A 与 L9508C会使其分层明显。（2）增稠剂搭配对乳胶漆的分层不太明显，不匹配的增稠剂也会影响乳胶漆的分层。（3）防冻液数量对乳胶漆分层没有影响。（4）防沉剂加入量添加适当就不会影响乳胶漆的分层的。