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發(fā)布時(shí)間:2020-03-18 10:42:17 點(diǎn)擊率:
涂料給被涂物帶來(lái)的裝飾、保護(hù)、以及賦予特殊功能,但也帶來(lái)了較大的負(fù)面影響,那就是有機(jī)揮發(fā)物對(duì)大氣的污染,這是人所共知的,經(jīng)過(guò)一段
涂料給被涂物帶來(lái)的裝飾、保護(hù)、以及賦予特殊功能,但也帶來(lái)了較大的負(fù)面影響,那就是有機(jī)揮發(fā)物對(duì)大氣的污染,這是人所共知的,經(jīng)過(guò)一段漫長(zhǎng)時(shí)間的輿論呼吁,環(huán)保部門的門檻抬高,政府政策的制約及支持,涂料向環(huán)境友好型方向發(fā)展有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,固體、無(wú)溶劑涂料產(chǎn)品占到市場(chǎng)一定的份額,用水代替有機(jī)溶劑所生產(chǎn)的化學(xué)固化,烘干固化的涂料也日趨成熟,在能夠?qū)崿F(xiàn)流水線進(jìn)行涂裝作業(yè)的產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。水性涂料之所以在以上這些領(lǐng)域應(yīng)用是干燥方法成功的解決了水性涂料代替溶劑型涂料那些負(fù)面影響,如:涂膜干燥后的光澤,豐滿度等這些表觀弊病,同時(shí)水性漆的耐水性差的問(wèn)題也通過(guò)化學(xué)固化、光固化、烘干固化得到徹底解決。這是在流水線作業(yè)強(qiáng)制固化干燥的涂料品種能夠順利取代傳統(tǒng)的溶劑型涂料產(chǎn)品,在涂裝行業(yè)得到認(rèn)可。然而在大型鋼構(gòu)建筑、基礎(chǔ)建筑機(jī)械、橋梁、石油化工設(shè)備、船舶、鐵路貨車車廂、輸變電設(shè)備等保護(hù)性能要求高、裝飾性能要求相對(duì)稍低一些的領(lǐng)域,且無(wú)法進(jìn)行強(qiáng)制性干燥,受氣候變化影響較大,給使用涂料水性產(chǎn)品涂飾帶來(lái)一些制約,如涂料的干燥速度、硬度、耐水性等問(wèn)題是涂料行業(yè)所面臨的一個(gè)共性課題,盡管丙烯酸改性的水性醇酸在干燥速度,漆膜耐水性、硬度等比單純的水性醇酸有了很大的進(jìn)步,水性自干丙烯酸漆也有了較大的進(jìn)步,但是這些樹脂在配方設(shè)計(jì)過(guò)程中需引入大量的親水基團(tuán),陰離子需引入羧基,陽(yáng)離子需引入氨基,非離子需引入羥基,這些親水基團(tuán)是涂料水性化不可越過(guò)的門檻。特別是在常溫自然干燥的涂料,不能將這些親水基團(tuán)消除掉,長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中受大氣的侵蝕,勢(shì)必在耐候、耐水等方面造成影響,在這一點(diǎn)上水性產(chǎn)品無(wú)法與溶劑型產(chǎn)品相提并論。
丙烯酸(甲基丙烯酸)及其衍生物,經(jīng)過(guò)自由基乳液聚合所形成的丙烯酸乳液,在我國(guó)經(jīng)過(guò)二十余年的發(fā)展,從各種功能單體的配套,乳液的合成技術(shù)都已經(jīng)非常成熟,在建筑、紙張、皮革、紡織、木器等領(lǐng)域都有了很好的應(yīng)用,以丙烯酸乳液為主的建筑乳膠漆在國(guó)內(nèi)涂料總量上占據(jù)了40%的份額,丙烯酸乳液干燥速度快,光澤高,這是其它乳膠所不能比的。
丙烯酸乳液通過(guò)改性生產(chǎn)黑色金屬用保護(hù)型乳膠漆有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
1、乳液本身無(wú)有機(jī)揮發(fā)性溶劑。
2、即便在成漆過(guò)程中添加部分溶劑型成膜助劑其用量也比其它水性漆用量小的多。
3、乳液合成過(guò)程中無(wú)需考慮親水基團(tuán)的問(wèn)題,它的耐水性
耐候性都不是問(wèn)題。但需指出的是,建筑乳膠漆是涂在水泥基材上的,而金屬乳膠漆是涂裝在黑色金屬上面的,其各項(xiàng)指標(biāo)以及乳膠漆性能也是截然不同的兩個(gè)產(chǎn)品品種。它的設(shè)計(jì)理念也是完全不同的兩種思路。
下面我給大家介紹幾個(gè)不同的方面,供參考。
乳液的不同:
建筑乳膠漆的乳液已基本定型,純丙乳液與苯丙乳液在耐候性無(wú)太大差別,玻璃化溫度都在17~25℃之間居多。南北方的選用略有差別,氣溫高的地區(qū)玻璃化溫度選擇高一點(diǎn),而氣溫低的地區(qū)選擇低一點(diǎn),其目的是防沾塵與防開裂。并且要求乳液殘留單體要低,以達(dá)到無(wú)味的要求。
金屬乳膠漆的乳液選擇:
玻璃化溫度要相對(duì)高一些,一般控制在玻璃化溫度38~45℃之間,主要考慮黑色金屬制品涂裝要考慮漆膜光澤、硬度、附著力、柔韌性、沖擊、耐性等要求,如果選用含有叔炭酸酯的乳液其物理變聯(lián)作用,其硬度柔韌性并存,其耐候性也會(huì)更好,含有有機(jī)硅的乳液耐候性會(huì)更好一些。
成膜助劑的不同:
建筑乳膠漆的成膜助劑的作用,一般是降低成膜物質(zhì)的玻璃化溫和成膜溫度,以及增加涂料的流動(dòng)性,促進(jìn)涂膜的完整性及涂膜的流平性、附著力,確保涂膜耐洗涮性,內(nèi)墻乳膠漆涉及居住者的安全,要求無(wú)毒,無(wú)味成膜助劑選擇高沸點(diǎn)(250℃以上)低揮發(fā),250℃沸點(diǎn)以上的成膜助劑可以不作有機(jī)揮發(fā)物計(jì)算,而且在建筑乳膠漆中的量也比較少。(乳液量的3%~5%)。
在工業(yè)乳膠漆中加入高沸點(diǎn)的成膜助劑是不可取的;它幾乎不揮發(fā),影響漆膜的干燥速度,影響成膜后的物理機(jī)械強(qiáng)度。所以工業(yè)乳膠漆的成膜助劑要求其要有一個(gè)合適的揮發(fā)速度,適中的溶解能力,以確保漆膜具有很好的流平性,滿足漆膜平滑、高光,豐滿的要求。
成膜助劑應(yīng)選擇沸點(diǎn)在100℃以上200℃以下的醚醇類溶劑為佳,乙二醇醚類,丙二醇醚類各種沸點(diǎn)均有,而且與水和有機(jī)溶劑都無(wú)限混溶的。為了保證其在被涂物上的流平性,其在乳膠漆中的加入量也要大一些,以乳液量的6%~10%左右,甚至還要高一些。
潤(rùn)濕分散劑的不同:
乳液是以微小的膠體顆粒借助表面活性劑的作用,在水相中聚合而成故它不能參與顏填料的濕潤(rùn)分散,顏填料的濕潤(rùn)分散靠機(jī)械力來(lái)完成,乳液在機(jī)械力和顏料的摩擦易破乳形成凝膠以水相中析出。因此乳膠漆中的顏料靠表面活性劑降低水的表面張力來(lái)分散在水中。表面活性劑的加入使水性顏料漿具有較好的流動(dòng)性,然后才能混入乳液中成為乳膠漆液。在這個(gè)過(guò)程中乳膠沒有包覆在顏料的表面,只有在成膜的過(guò)程中有部分的擠壓作用形成連續(xù)的膜但不徹底,漆膜致密性差,在高倍放大條件下可以看出膜面有很多微孔,這些微孔能將涂料中的水分和墻壁中的水分排出,同時(shí)也可以吸收空氣中的水分。這樣的特性也是人們常說(shuō)的會(huì)呼吸的涂料。常用的分散助劑基本上以聚丙烯酸的鈉鹽和銨鹽居多。
而工業(yè)乳膠漆被涂對(duì)象是黑色金屬,它的作用封閉底使其免受大氣水分,酸雨的侵蝕,避免黑色金屬的生銹,延長(zhǎng)金屬構(gòu)件的壽命是它的基本功能作用。漆膜要求致密即使是微少的水也易形成腐蝕電池致金屬生銹。因此工業(yè)乳膠漆在分散助劑的選擇與建筑涂料所選擇的分散助劑應(yīng)是不同的。要求是分散助劑能夠與所選擇乳液具有相溶性,又可以成膜與乳液連接成連續(xù)膜的、水性樹脂型的作為分散助劑。水性醇酸樹脂,水性丙烯酸樹脂,水性環(huán)氧樹脂均可以作為第二成膜物質(zhì),這些物質(zhì)參與顏料的分散潤(rùn)濕,包覆在顏料的表面在成膜時(shí)與乳液形成一個(gè)完整的致密的膜。同時(shí)與丙烯乳液達(dá)到性能互補(bǔ),得到一個(gè)各項(xiàng)性能優(yōu)良的工業(yè)乳膠漆。其加入量以成膜物總量的20%~30%為宜,當(dāng)然可以根據(jù)客戶的要求調(diào)整用量。
增稠劑的選擇:
增稠劑一般都是親水膠體,其在建筑乳膠漆中的作用是增加水相的粘度,阻止已分散的粉顆粒凝聚,涂刷時(shí)固體顆粒聚集而影響刷涂性和流平性,建筑涂料還有一項(xiàng)開罐效果的要求;不分水,不沉淀,不浮色,這種要求建筑乳膠漆無(wú)形中增稠劑加量增加、并且可能多品種的增稠劑同時(shí)加入。
在工業(yè)乳膠漆中過(guò)多的加入增稠劑,影響漆膜干燥速度,(對(duì)水有滯留作用)影響流平性,(增稠劑觸變性打大),更主要影響漆膜的耐水性,在分散劑選擇一節(jié)中所捉到的水性樹脂,它既可以是第二成膜物,又是分散助劑,還可作為增稠劑,滿足防止涂料的沉淀,絮凝作用,故可以不加,即使需加時(shí)盡量少加為佳。
防凍劑的選擇:
建筑乳膠漆往往是選用部分二元醇加入乳膠漆中,它的作用可在成膜時(shí)起到輔助成膜的作用,又可在涂刷時(shí)防止水份過(guò)快的蒸發(fā),使漆膜邊緣保持較長(zhǎng)時(shí)間的濕潤(rùn),消除涂裝接頭,同時(shí)二元醇還可以降低水的冰點(diǎn),達(dá)到防凍的目的。
水性工業(yè)乳膠漆不能加入二元醇做保濕劑,防凍劑、助成膜的作用,二元醇的加入會(huì)使漆膜長(zhǎng)期發(fā)軟,硬度低,影響耐水性以及性能。由于工業(yè)乳膠漆加入醇醚類溶劑作成膜助劑,它與水無(wú)限混溶可以降低水的冰點(diǎn),起到防凍的作用。醇醚類溶劑有各種不同沸點(diǎn)可以平衡水揮發(fā)速度,使漆膜的干燥適合金屬涂裝的要求。
消泡劑的選擇:
建筑乳膠漆由于乳液中含有表面活性劑,顏料的分散所使用的分散劑在涂料生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生大量的氣泡,需加入一定量消泡劑使氣泡迅速消失。但消泡劑加入如果品種選擇加入量過(guò)大都會(huì)使漆膜產(chǎn)生“發(fā)花”、“魚服”、“縮孔”等弊病。
水性工業(yè)乳膠漆由于加入了水溶性樹脂作第二成膜物,它已經(jīng)不是嚴(yán)格意義上的乳膠漆,而應(yīng)是半水溶性,半乳液型的混合體。其水溶性具有抑制汽泡的產(chǎn)生,即便是產(chǎn)生氣泡也會(huì)很快自行消失,所以盡可能不加為好,即便是需要加入也要嚴(yán)格選擇,并控制加入量,以防產(chǎn)生不必要的漆膜病態(tài)。
PH調(diào)節(jié)劑的選擇:
水性工業(yè)乳膠漆中和劑量盡可能選擇叔胺作中和劑,其分子量小在干燥成膜過(guò)程中揮發(fā)更快些,漆膜干燥也快些。
防腐劑的選擇:
建筑乳膠漆有些生產(chǎn)商習(xí)慣用纖維作增稠劑,其是霉菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在貯存過(guò)程中和在成膜的高濕高熱環(huán)境中易腐敗或漆膜產(chǎn)生霉變,需加放防腐劑。
而水性工業(yè)乳膠漆所選第二成膜物是水溶性樹脂,其在合成過(guò)程中有部分溶劑存在,在液態(tài)時(shí)霉菌無(wú)法滋生,成膜后其膜中無(wú)霉菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)其可能性也不大,除非是在高濕高熱且難見陽(yáng)光的地方不管是水性和溶劑產(chǎn)品都可能霉變。
國(guó)內(nèi)采用這種配方設(shè)計(jì)生產(chǎn)的案例(略)
丙烯酸(甲基丙烯酸)及其衍生物,經(jīng)過(guò)自由基乳液聚合所形成的丙烯酸乳液,在我國(guó)經(jīng)過(guò)二十余年的發(fā)展,從各種功能單體的配套,乳液的合成技術(shù)都已經(jīng)非常成熟,在建筑、紙張、皮革、紡織、木器等領(lǐng)域都有了很好的應(yīng)用,以丙烯酸乳液為主的建筑乳膠漆在國(guó)內(nèi)涂料總量上占據(jù)了40%的份額,丙烯酸乳液干燥速度快,光澤高,這是其它乳膠所不能比的。
丙烯酸乳液通過(guò)改性生產(chǎn)黑色金屬用保護(hù)型乳膠漆有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
1、乳液本身無(wú)有機(jī)揮發(fā)性溶劑。
2、即便在成漆過(guò)程中添加部分溶劑型成膜助劑其用量也比其它水性漆用量小的多。
3、乳液合成過(guò)程中無(wú)需考慮親水基團(tuán)的問(wèn)題,它的耐水性
耐候性都不是問(wèn)題。但需指出的是,建筑乳膠漆是涂在水泥基材上的,而金屬乳膠漆是涂裝在黑色金屬上面的,其各項(xiàng)指標(biāo)以及乳膠漆性能也是截然不同的兩個(gè)產(chǎn)品品種。它的設(shè)計(jì)理念也是完全不同的兩種思路。
下面我給大家介紹幾個(gè)不同的方面,供參考。
乳液的不同:
建筑乳膠漆的乳液已基本定型,純丙乳液與苯丙乳液在耐候性無(wú)太大差別,玻璃化溫度都在17~25℃之間居多。南北方的選用略有差別,氣溫高的地區(qū)玻璃化溫度選擇高一點(diǎn),而氣溫低的地區(qū)選擇低一點(diǎn),其目的是防沾塵與防開裂。并且要求乳液殘留單體要低,以達(dá)到無(wú)味的要求。
金屬乳膠漆的乳液選擇:
玻璃化溫度要相對(duì)高一些,一般控制在玻璃化溫度38~45℃之間,主要考慮黑色金屬制品涂裝要考慮漆膜光澤、硬度、附著力、柔韌性、沖擊、耐性等要求,如果選用含有叔炭酸酯的乳液其物理變聯(lián)作用,其硬度柔韌性并存,其耐候性也會(huì)更好,含有有機(jī)硅的乳液耐候性會(huì)更好一些。
成膜助劑的不同:
建筑乳膠漆的成膜助劑的作用,一般是降低成膜物質(zhì)的玻璃化溫和成膜溫度,以及增加涂料的流動(dòng)性,促進(jìn)涂膜的完整性及涂膜的流平性、附著力,確保涂膜耐洗涮性,內(nèi)墻乳膠漆涉及居住者的安全,要求無(wú)毒,無(wú)味成膜助劑選擇高沸點(diǎn)(250℃以上)低揮發(fā),250℃沸點(diǎn)以上的成膜助劑可以不作有機(jī)揮發(fā)物計(jì)算,而且在建筑乳膠漆中的量也比較少。(乳液量的3%~5%)。
在工業(yè)乳膠漆中加入高沸點(diǎn)的成膜助劑是不可取的;它幾乎不揮發(fā),影響漆膜的干燥速度,影響成膜后的物理機(jī)械強(qiáng)度。所以工業(yè)乳膠漆的成膜助劑要求其要有一個(gè)合適的揮發(fā)速度,適中的溶解能力,以確保漆膜具有很好的流平性,滿足漆膜平滑、高光,豐滿的要求。
成膜助劑應(yīng)選擇沸點(diǎn)在100℃以上200℃以下的醚醇類溶劑為佳,乙二醇醚類,丙二醇醚類各種沸點(diǎn)均有,而且與水和有機(jī)溶劑都無(wú)限混溶的。為了保證其在被涂物上的流平性,其在乳膠漆中的加入量也要大一些,以乳液量的6%~10%左右,甚至還要高一些。
潤(rùn)濕分散劑的不同:
乳液是以微小的膠體顆粒借助表面活性劑的作用,在水相中聚合而成故它不能參與顏填料的濕潤(rùn)分散,顏填料的濕潤(rùn)分散靠機(jī)械力來(lái)完成,乳液在機(jī)械力和顏料的摩擦易破乳形成凝膠以水相中析出。因此乳膠漆中的顏料靠表面活性劑降低水的表面張力來(lái)分散在水中。表面活性劑的加入使水性顏料漿具有較好的流動(dòng)性,然后才能混入乳液中成為乳膠漆液。在這個(gè)過(guò)程中乳膠沒有包覆在顏料的表面,只有在成膜的過(guò)程中有部分的擠壓作用形成連續(xù)的膜但不徹底,漆膜致密性差,在高倍放大條件下可以看出膜面有很多微孔,這些微孔能將涂料中的水分和墻壁中的水分排出,同時(shí)也可以吸收空氣中的水分。這樣的特性也是人們常說(shuō)的會(huì)呼吸的涂料。常用的分散助劑基本上以聚丙烯酸的鈉鹽和銨鹽居多。
而工業(yè)乳膠漆被涂對(duì)象是黑色金屬,它的作用封閉底使其免受大氣水分,酸雨的侵蝕,避免黑色金屬的生銹,延長(zhǎng)金屬構(gòu)件的壽命是它的基本功能作用。漆膜要求致密即使是微少的水也易形成腐蝕電池致金屬生銹。因此工業(yè)乳膠漆在分散助劑的選擇與建筑涂料所選擇的分散助劑應(yīng)是不同的。要求是分散助劑能夠與所選擇乳液具有相溶性,又可以成膜與乳液連接成連續(xù)膜的、水性樹脂型的作為分散助劑。水性醇酸樹脂,水性丙烯酸樹脂,水性環(huán)氧樹脂均可以作為第二成膜物質(zhì),這些物質(zhì)參與顏料的分散潤(rùn)濕,包覆在顏料的表面在成膜時(shí)與乳液形成一個(gè)完整的致密的膜。同時(shí)與丙烯乳液達(dá)到性能互補(bǔ),得到一個(gè)各項(xiàng)性能優(yōu)良的工業(yè)乳膠漆。其加入量以成膜物總量的20%~30%為宜,當(dāng)然可以根據(jù)客戶的要求調(diào)整用量。
增稠劑的選擇:
增稠劑一般都是親水膠體,其在建筑乳膠漆中的作用是增加水相的粘度,阻止已分散的粉顆粒凝聚,涂刷時(shí)固體顆粒聚集而影響刷涂性和流平性,建筑涂料還有一項(xiàng)開罐效果的要求;不分水,不沉淀,不浮色,這種要求建筑乳膠漆無(wú)形中增稠劑加量增加、并且可能多品種的增稠劑同時(shí)加入。
在工業(yè)乳膠漆中過(guò)多的加入增稠劑,影響漆膜干燥速度,(對(duì)水有滯留作用)影響流平性,(增稠劑觸變性打大),更主要影響漆膜的耐水性,在分散劑選擇一節(jié)中所捉到的水性樹脂,它既可以是第二成膜物,又是分散助劑,還可作為增稠劑,滿足防止涂料的沉淀,絮凝作用,故可以不加,即使需加時(shí)盡量少加為佳。
防凍劑的選擇:
建筑乳膠漆往往是選用部分二元醇加入乳膠漆中,它的作用可在成膜時(shí)起到輔助成膜的作用,又可在涂刷時(shí)防止水份過(guò)快的蒸發(fā),使漆膜邊緣保持較長(zhǎng)時(shí)間的濕潤(rùn),消除涂裝接頭,同時(shí)二元醇還可以降低水的冰點(diǎn),達(dá)到防凍的目的。
水性工業(yè)乳膠漆不能加入二元醇做保濕劑,防凍劑、助成膜的作用,二元醇的加入會(huì)使漆膜長(zhǎng)期發(fā)軟,硬度低,影響耐水性以及性能。由于工業(yè)乳膠漆加入醇醚類溶劑作成膜助劑,它與水無(wú)限混溶可以降低水的冰點(diǎn),起到防凍的作用。醇醚類溶劑有各種不同沸點(diǎn)可以平衡水揮發(fā)速度,使漆膜的干燥適合金屬涂裝的要求。
消泡劑的選擇:
建筑乳膠漆由于乳液中含有表面活性劑,顏料的分散所使用的分散劑在涂料生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生大量的氣泡,需加入一定量消泡劑使氣泡迅速消失。但消泡劑加入如果品種選擇加入量過(guò)大都會(huì)使漆膜產(chǎn)生“發(fā)花”、“魚服”、“縮孔”等弊病。
水性工業(yè)乳膠漆由于加入了水溶性樹脂作第二成膜物,它已經(jīng)不是嚴(yán)格意義上的乳膠漆,而應(yīng)是半水溶性,半乳液型的混合體。其水溶性具有抑制汽泡的產(chǎn)生,即便是產(chǎn)生氣泡也會(huì)很快自行消失,所以盡可能不加為好,即便是需要加入也要嚴(yán)格選擇,并控制加入量,以防產(chǎn)生不必要的漆膜病態(tài)。
PH調(diào)節(jié)劑的選擇:
水性工業(yè)乳膠漆中和劑量盡可能選擇叔胺作中和劑,其分子量小在干燥成膜過(guò)程中揮發(fā)更快些,漆膜干燥也快些。
防腐劑的選擇:
建筑乳膠漆有些生產(chǎn)商習(xí)慣用纖維作增稠劑,其是霉菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在貯存過(guò)程中和在成膜的高濕高熱環(huán)境中易腐敗或漆膜產(chǎn)生霉變,需加放防腐劑。
而水性工業(yè)乳膠漆所選第二成膜物是水溶性樹脂,其在合成過(guò)程中有部分溶劑存在,在液態(tài)時(shí)霉菌無(wú)法滋生,成膜后其膜中無(wú)霉菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)其可能性也不大,除非是在高濕高熱且難見陽(yáng)光的地方不管是水性和溶劑產(chǎn)品都可能霉變。
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