高PVC乳胶漆的研制

data-full-width-responsive="true"> 1 前言高PVC 乳胶漆因乳液用量少,价格便宜在市场上占有一定的份额,也是受欢迎的乳胶漆品种之一,但有些高PVC 乳胶漆的耐擦洗性远达不到国家标准的要求,根据有关资料报道,市场上某些乳胶漆耐擦洗性仅几十次甚至只有几次,其主要原因是一些涂料生产厂忽视了所有乳液涂料品种都存在一个临界颜填料体积浓度CPVC ,也就是不同乳液对颜填料量的承载能力有所不同,如果在乳胶漆中所加的颜填料超过了乳液本身的承载能力,则乳胶漆的质量十分低劣甚至无法使用,如果选用具有高颜填料承载能力的乳液相对乳液用量就可以降低而乳胶漆的质量,不会受到太大影响,乳胶漆的成本势必大大降低,笔者对此作了深人研究,用本公司的改性苯丙乳液研制成功了高PVC 乳胶漆,其性能达到了国家有关合成树脂乳液内墙涂料标准的要求2 实验部分21 高PVC 乳胶漆的配方高 PVC 乳胶漆的配方如表1 所示表 1 高PVC 乳胶漆的配方22 生产工艺22l 配制颜料浆组成: 水,分散剂,润湿剂,消泡剂,成膜助剂,防腐剂,防霉剂,抗冻剂,流平剂,颜填料,纤维素,增稠剂工艺要求: 低速投料,然后逐渐提速搅匀,最后高速分散与研磨 ,222 配漆组成: 分散颜料浆,改性苯丙乳液中和剂,消泡剂,增稠剂工艺要求 低速投料与低速搅匀,最后慢速除泡23 高PVC 乳胶漆的性能指标高 PVC 乳胶漆的性能指标如表2 所示表 2 高PVC 乳胶漆性能指标3 结果与讨论31 乳液根据有关资料介绍和笔者的研究,当在乳液的聚合物结构中引进了一定数量的湿附着功能基团后,这些基团能与无机底材表面的水分结合成氢键或形成共价键,而这些氢键或共价键是远比范德华力强得多的界面作用力, 故涂膜的附着力明显提高,同时具有湿附着功能基团的乳液聚合物分子将附着在颜料表面的水分子挤走,使颜料更好地润湿并使聚合物分子插入颜填料颗料之间,使之隔开从而使分散更加稳定,提高了涂料质量,具有湿附着功能的基团还能降低颜填料与乳液聚合物之间的结构化作用,使乳胶漆的粘度下降,可提高乳液的临界颜填料体积浓度(CPVC ,另外如乳液中采用自乳化剂后,这类反应性乳化剂以共价键的形式与聚合物结合而不再靠物理吸附结合,这样乳化剂分子不再可能出现解吸现象,使乳液聚合物粒子在凝聚过程中受到静电斥力和更大的空间阻碍作用,从而使乳液的稳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剂迁移的影响,从而使涂膜的耐水性和耐擦洗性得到相应的提高 ,TL-615 改性苯丙乳液正是用湿附着单体和反应性乳化剂,对原有苯丙乳液进行了双重改性,并采用预乳化工艺和种子乳液聚合工艺其耐水性耐擦洗性较原有苯丙乳液有明显的提高,并且有更突出的钙离子稳定性冻融稳定性和对颜填料的承载能力,所以特别适用于高PVC 乳胶漆的配制32 颜填料改性苯丙乳液的钙离于稳定性突出 (5 % CaCl2 溶液乳液=1 :1 通过)所以对轻钙,重钙,方解石粉,滑石粉等填料的适应性很强,但要注意乳胶漆的白度,另外高岭土一定要用煅烧高岭土,其吸油量高,悬浮性能好,但要控制其用量33 分散为使颜填料能在漆膜中充分发挥作用,必须尽可能地使颜填料分散成原级粒子,但颜填料的粒子越细比表面积越大,粒子的凝倾向也越大，故稳定性越差，由于本试验中颜填料用量较高，所以如何使其分散稳定是关键，通常润湿剂能降低颜填料的表面张力，使粒子表面较快地润湿，并使分散剂容易吸附到粒子表面，分散剂通过电性吸附，包覆在颜填料粒子周围，形成双电层，同时由于渗透压的作用，形成水合层使分散粒子在水介质中稳定，但由于各种颜填料粒子表面的电性不同，如本试验中所用的煅烧高岭土，轻钙，重钙等表面的等电点使某些分散剂的吸附往往不稳定，具有吸附不牢或解吸的倾向，使分散粒子凝聚倾向增强，容易引起浆料发涨，沉降，结块等现象，为此本试验选用了TFC-1 分散剂拼用TFE-1 润湿剂效果较好在分散过程中开始尽量稀一些,以充分润湿然后加入HEC 增大粘度使分散更加稳定。随着分散剂用量的增加， 体系粘度往往下降，分散剂过量则粘度又逐渐上升，所以通常把粘度最低点作为分散剂的最佳用量，但分散剂的分散曲线有V 型和L 型两种，其中L型最好，使用安全方便过量也无关紧要，TFC-1 分散剂是典型的L 型分散剂理论用量为04- 06 %，而实际由于吸附程度及粒子表面性质等问题，其用量应稍过量才能使颜填料粒子表面得到充分的吸附，否则在粒子面留有空隙，而吸附增稠剂或其他物质引起不稳定的现象，为此确定分散剂用量为08% 涂料经60C 贮存一周变化很小基本上达到了试验目的。34 增稠341 高剪切粘度乳胶漆施工时的涂刷粘度称为高剪切粘度（ ICI 粘度）高剪切粘度太小，致使遮盖力及丰满度差，而且颜填料颗粒裸露在表面涂膜手感不好，但粘度过高则引起刷涂困难，高剪切粘度一般控制在08- 12 ，但由于目前缺乏仪器检测只能凭经验而定。高剪切粘度与缔合型增稠剂有关， 其增稠原理是通过吸附在乳胶粒子上，形成网络或自身形成胶束网络，但这些网络吸附在乳胶粒子上容易引起乳胶粒子的絮凝，严重时会导致破乳，而且这种絮凝破乳不可逆，使用时必须用丙二醇充分稀释TVA- 9702 增稠剂比其他同类增稠剂要好，使用时比较安全并能均衡中高剪切粘度。342 低剪切粘度贮存，搬运时乳胶漆的粘度属低剪切粘度，低剪切粘度太小施工时流挂且开罐性能不好，形成上稀下稠分层等现象，粘度过高则流动性不好，影响施工流平性，所以一定的低剪切粘度可以保证贮存稳定性和均匀流平性能，低剪切粘度与碱溶性增稠剂有关， 由于其增稠原理是通过分子长链的相互缠绕，把自由流动的水相固定，并且这种分子长链缠绕，不易被剪切力分开，所以体系的流动性会变差，另外碱溶性增稠剂与阴离于分散剂属同一类型物质，容易相互干扰造成颜填料粒子絮凝，引起乳胶漆发涨，结块，发硬等问题，在使用时体系pH 值要控制在8 以上，pH 值低于8 时造成乳胶漆在贮存中较快出现胶凝现象，pH 值低于7 则不起增稠作用，TVA-9760 TVA-9701 是用量少，增稠效果较好的碱溶性增稠剂， 羟乙基纤维素也是解决低剪切粘度较好的一种非离子型增稠剂，其增稠原理是通过吸水膨胀并水化而限制自由水流动，并通过分子长链缠绕形成网络来限制自由水流动，但这种网络较弱影响体系流动性较小，一般可单独使用然而不太理想，应与其他增稠剂配合使用，才能配制成比较理想的乳胶漆，值得注意的是羟乙基纤维素必须在充分溶解的情况下才能发挥有效的作用，通常在溶解过程中加几滴氨水可加快水化343 中剪切粘度乳胶漆在生产， 调制运输以及施工时的粘度属中剪切粘度，一般粘度控制在75-100KU ，其粘度过高或过低同样会影响乳胶漆的贮存稳定性及施工性，本试验采用羟乙基纤维素，TVA -9760 ，TVA -9701 ，碱溶性增稠剂以及TVA- 9702 缔合型增稠剂，都兼有中剪切粘度并且由此组成一个较好的增稠流变系统，试验表明这种组合的成本低效果好，具有较好的贮存稳定性，施工性，流平性以及较好的漆膜丰满度。35 消泡本试验采用 TSP-01 作为速效消泡剂，TSP- 02 作为长效消泡剂，两者配合使用效果很好，而且不易产生缩边鱼眼等涂膜缺陷，TSP- 02 可在研磨阶段加人，TSP- 01 可在配漆时加入，为了更好地消泡，建议配漆后期进行慢速搅拌除泡，通过缓慢搅拌使不易消除的泡沫加速上浮到表面消泡。36 成膜为帮助乳液成膜， 加入成膜助剂必不可少，但成膜助剂的加入，使乳化剂形成成膜助剂的乳化油滴，因此成膜助剂局部浓度过高时容易使乳液凝，聚成膜助剂可采用直接加入，稀释后加入和先乳化后加入三种方法，本试验在研磨阶段加入，即用浆料稀释比较安全；成膜助剂加量太小， 乳胶漆不能很好成膜引起涂膜开裂脱粉，性能受到不同程度的影响，而成膜助剂加量太大乳胶漆早期涂膜太软且不易干，一般成膜助剂加量为乳液量的3 %-4 %而本试验的加量为乳液量的5% 效果较好，这是因为在高PVC 乳胶漆中的乳液加量少，成膜助剂碰到乳液的机会大为减少，所以必须考虑成膜助剂在乳胶漆中的有效浓度，才能保证很好的成膜性能。