探究乳胶漆耐擦洗性的影响因素

data-full-width-responsive="true"> 0 前 言中国已成为世界上涂料生产和需求最大的国家，其中，建筑涂料约占超过1/3的市场份额，而乳胶漆也逐渐成为建筑涂料中的佼佼者。随着涂料原料价格的上涨，各种高PVC(颜料体积浓度)乳胶涂料不断涌现。在高PVC内墙乳胶漆的设计中，耐擦洗性是人们关注的焦点，因为它往往影响内墙乳胶漆涂膜的附着力、耐久性、耐水性等性能。乳胶漆的耐擦洗性指的是涂膜承受蘸有洗涤介质(05%洗衣粉水)的刷子反复洗刷而不损坏的能力。由于影响乳胶漆耐擦洗性能的主要因素是涂膜的黏结能力，而乳胶漆中提供涂膜黏结能力的主要是成膜物质──乳液，另外乳胶漆中的PVC和CPVC(临界颜料体积浓度)与涂膜的性能有直接关系，助剂对涂料的成膜和涂膜性能也有很大的影响，因此在内墙乳胶漆配方设计中，均应考虑以上因素对涂膜耐擦洗性能的影响。而测试乳胶漆的耐擦洗性方法是指乳胶漆的涂膜承受蘸有洗涤介质(05%洗衣粉水)在JTX-Ⅱ建筑涂料耐刷洗仪上反复洗刷而不被损坏的能力。该项技术指标对内墙涂料十分重要，其好坏直接关系到乳胶漆的黏结能力、耐沾污性、耐久性等多项性能，国标GB/T 97562001也对内墙乳胶漆的耐擦洗性作出明确的要求。乳液的种类和添加量多少是影响乳胶漆耐擦洗的最主要因素。本文旨在探究粉料和助剂对内墙乳胶漆耐擦洗性能的影响，通过对此的研究，可以改善内墙乳胶漆的耐擦洗性能，并制定内墙乳胶漆耐擦洗的性能的分级测试，推进内墙乳胶漆的发展。1 实验部分11 实验仪器及原料SFJ-400砂磨、分散、搅拌多用机、JTX-II建筑涂料耐洗刷仪、涂膜制备器SZQ-200-ISO，上海现代环境工程技术有限公司；石棉水泥加压板，50 mm70mm45 mm，广州标格达实验室仪器用品有限公司；电子天平ES3200，频振仪器仪表有限公司；250HBR，亚什兰；AMP-95，陶氏化学；SN-5040，圣诺普科；LN-407，广东顺德世邦佳明化工有限公司；消泡剂117，南京圣道环保用品厂；金红石型钛白粉R-706，杜邦；800目重钙，桂宝有限公司；煅烧高岭土DB-80，山西金洋煅烧高岭土有限公司；水洗高岭土，曼卡特有限公司；杀菌剂GT-50，德蓝化工有限公司；成膜助剂Texanol，伊士曼；防冻剂EG，无锡市鲲鹏科工贸有限公司。12 实验配方设计先确定一个基础配方，在基础配方上进行各种粉料和助剂调整，但保证粉料和助剂总量不变，用此方法来研究各种粉料和助剂对耐擦洗性能的影响。基础配方如表1所示。13 检测方法(1)乳胶漆制备：先在1 kg罐中加入第一部分水240 g，加入250HBR，用分散剂搅拌溶解15 min(纤维素溶解，水明显增稠)，分别加入pH值调节剂AMP-95、增稠剂SN-5040、润湿剂LCN-407、消泡剂117，待分散均匀后加入钛白粉R-706分散25 min，然后加入其他粉料分散30 min，最后加入杀菌剂GT-50、乳液、第二部分消泡剂117、成膜助剂、防冻剂EG、第二部分水。所有配方都按此流程操作，制备出13种不同乳胶漆。(2)涂膜制备：用200 m湿膜制备器在无石棉纤维水泥加压板上刮膜，同一变量之间两两相互对比，每个对比做两次，为缩小误差，这两次对比会改变两个样的左右位置，试板常温养护7 d。(3)耐擦洗测试：将养护好的试板安装到建筑涂料耐擦洗仪上，并保证两块板同样对比样的板在同一刷子下洗刷，每擦洗200次加2试管05%的洗衣粉水。待涂膜破坏到试样正中间位置时，记录擦洗次数。2 耐擦洗检测结果与讨论通过改变各种不同粉料和助剂的添加量进行设计实验。测试样①、②、③为m(钛白粉)∶m(重钙)分别为0∶340、80∶260、120∶220；测试样④、⑤、⑥为m(煅烧高岭土)∶m(重钙)分别为0∶400、50∶350、150∶250；测试样⑦、⑧、⑨为m(水洗高岭土)∶m(重钙)的比例分别为0∶350、100∶250、150∶200；测试样⑩、为m(重钙)∶m(钛白粉)分别为0∶340、100∶240、200∶140，其他与基础配方一致。测试样a、b、c为SN-5040分别为0 g、90 g、135 g，总量不足1 000g，或者多于1 000 g的从基础配方的第一部分水中调整到总量1 000 g，其他组分不变；测试样d、e、f调整LN-407量分别为0 g、16 g、24 g，调整总量为1 000 g，方式同测试样a、b、c；测试样g、h、i调整成膜助剂分别为0 g、4 g、12 g，同样调整总量1 000 g；测试样j、k、l调整EG量为0 g、5 g、15 g，同样调整总量为1 000 g。21 粉料对耐擦洗的影响表2配方①、②、③、⑩、是改变800目重钙和钛白粉的配比，配方④、⑤、⑥是改变煅烧高岭土与800目重钙的配比，配方⑦、⑧、⑨是改变水洗高岭土与800目重钙的配比。由于要保证粉料的添加量一致，所以改变其他粉料的同时，相应的变动用量较大的800目重钙用量由表2知③＞②＞基础＞①，＞基础＞⑩。从这个结果可以看出当钛白粉和800目重钙在配方③～耐擦洗性能很好，因为800目重钙颗粒比较大可以充当骨架，而钛白粉颗粒小，起填充作用[4]，只有充当骨架的800目重钙和填充的钛白粉在适当的比例下，才能起到牢固的作用，耐擦洗性能才会好。基础＞④、⑤、⑥，从表2数据可知改变煅烧高岭土和800目重钙对耐擦洗性能影响不大。⑦＞基础＞⑧＞⑨，由表2可知水洗高岭土的比例越高，耐擦洗性能越差。22 助剂对耐擦洗性的影响(见表3)在基础配方的条件下，改变各种助剂的添加量，总质量不够就补充水量，保证其他成分相对量不变。配方a、b、c是调整分散剂SN-5040的添加量，配方d、e、f是调整润湿剂LCN-407的添加量，配方g、h、i是调整成膜助剂的添加量，配方j、k、l是调整防冻剂EG的添加量。从表3中我们可以看出耐擦洗性能，a＞基础＞c＞b，所以添加SN-5040会降低它的耐擦洗性能；d＞基础＞e＞f，随着润湿剂LCN-407添加量的增加，耐擦洗性能越来越差。由此我们可以看出润湿分散剂会降低乳胶漆的耐擦洗性能，因为润湿分散剂亲水性会导致耐水性降低，它们从涂膜中渗透出来会破坏涂膜，导致耐擦洗性能降低。i、基础＞h＞g，我们可以看出提高成膜助剂添加量会提高耐擦洗性能，并且从8%提高到12%，效果并不明显，所以成膜助剂在10%左右较为适宜，因为成膜助剂可以降低乳液成膜温度，使得乳胶漆成膜更加致密，成膜效果更好，固可以提高耐擦洗性能，但过高也不会继续提高耐擦洗。基础＞j、k、l，由此可以看出防冻剂EG对耐擦影响并不明显。3 结 语(1)钛白粉与重钙的比例在055～07耐擦洗性能好，比例过高和太低都比较差，因为800目重钙颗粒比较大可以充当骨架，而钛白粉颗粒小，起到填充作用，只有充当骨架的800目重钙和填充的钛白粉在适当的比例下，才能起到牢固的作用，耐擦洗性能才会好。改变段烧高岭土的量对耐擦洗影响不明显，而添加水洗高岭土会降低耐擦洗。(2)分散剂5040、润湿剂407的加入都会降低耐擦洗，应综合性能选择添加适当的量，成膜助剂C-12从不添加到添加到89%，耐擦洗性能提高明显，增加到133%相对于89%提高不明显，因此C-12添加量在10%左右较为适宜。而添加不同量的EG之间的差异并不明显。