摘要:水性色浆是以水为分散介质,通过分散、研磨等加工过程,把颜料粒子稳定分散在水中制成的颜料分散体,一般由颜料、分散剂、润湿剂、消泡剂及分散介质(水及助溶剂)等组成。
关键词:水性色浆;成分;性能
前言
水性色浆是指将无机颜料或者有机颜料在表面活性剂的润湿分散或在水溶性树脂及表面活性剂润湿分散的承载下,形成均一稳定、具有一定的流动性和触变性较好的高浓缩型颜料浆。水性色浆体系一般分为高颜料含量的无树脂色浆和低颜料含量的有树脂色浆。其中前者具有展色性好、相容性好的优点。后者以水性成膜树脂研磨单个颜料制备色浆,具有质量稳定、小批量生产方便的特点。
1水性色浆的概述
因颜料粒径小、比表面积大,表面自由能促使它们以聚集状态存在,不利于其在涂料中的分散和展色。颜料粉经润湿分散剂作用分散在介质中,利用机械研磨,使其在剪切力的作用下分散成稳定的颜料悬浮体,其中以水为分散介质的颜料悬浮体即为水性色浆。水性色浆由水、润湿剂、分散剂、消泡剂、助溶剂、pH调节剂、颜料粉等组成。“水包水”多彩涂料为了形成天然花岗石的花纹,往往还需要对水性乳胶漆进行调色。调色时所用色浆的品质不一,往往会影响多彩涂料的造粒形状及粒子的渗色性能。
2不同组合水性涂料性能分析
2.1基料与色浆搭配性能分析
通过不同质量比能够实现不同的性能。基于同种基料、不同色浆;不同基料、同种色浆所制备的水性涂料,其遮盖力、细度也不同。总体上将优质丝光浅色基漆水性涂料的细度要高于丝光墙面漆水性涂料,但丝光墙面漆水性涂料的遮盖能力要高于优质丝光浅色基漆水性涂料性能。再者,根据同种基料,会随着色浆所含比例提高,其漆膜光泽度、遮盖性能都会呈现出下降趋势。在经过一天的自然老化后,附着力、漆膜光泽度会随之下降。
2.2混合色浆涂料性能
通过对比试验可知,采用混合色浆制备形式会降低水性涂料细度,但会逐渐提高遮盖性能,二者呈现出反比例趋势。特别是在加优质丝光浅色基漆水性涂料,其混合浆水水性涂料的遮盖性能有了明显提高。与此同时,待到水性涂料老化24h之后,其附着力和涂膜光泽度会随之下降,但会逐渐提升硬度。
2.3混合基料与色浆水性涂料性能
通过实验表明,采用混合基料与混合色浆制备水性涂料中,混合水性涂料细度要比单一色浆涂料的要低一些,与混合色浆涂料细度相当。由此可见,混合水性涂料的遮盖性能更加取决于所选基料,与色浆关系较少。因此,想要提升水性涂料的遮盖性能,需要从基料着手。
2.4细度、遮盖性能
通过综合所有材料组合实验表明,影响水性涂料细度的主要因素就是色浆;而影响水性涂料遮盖能力的主要因素是基料。再加上老化问题会导致附着力和涂膜光泽度下降,提升表面硬度,会在一定程度上会破坏涂膜性能。但通过对比溶剂型涂料,所制备的多种水性涂料组合性能不仅更加优越,同时也符合相关文件的标准需求,特别是环保性能非常突出。
3水性色浆成分的性能
3.1颜料
颜料是水性色浆的主体,其性能的好坏直接影响水性色浆的综合性能指标。所以我们针对不同的客户的需求功效,定位不同的颜料型号。颜料是结晶型的颗粒,其颜色取决于其化学结构,颜料的色光与其晶型和粒子大小有关。同时晶型和粒子大小,会影响颜料的耐溶性能和牢度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆颜料不同的用途,其性能要求也不同,现以优耐克水性聚氨酯树脂为例,颜料不但要有良好的遮盖力和着色力,而且还要耐高温、耐色迁移性,因在水性生态合成革的生产工艺中必须经过烘干这一道程序,一般温度在150℃左右,半PU烘干的温度在200℃以上,如果选择的颜料不恰当,那么在烘干的时候就会出现变色、色迁移现象,达不到原先的色光要求,并且污染了离型纸,给生产带来了困难,严重的影响了水性生态革的质量,所以在该体系中我们采用克莱恩的永固黄HR,122红等型号的颜料就可以达到理想的效果。另外,颜料还要求耐碱、耐光、耐溶剂等。用于塑料制品的颜料,对耐光、耐溶剂要求就较高。用于纸张印刷的平版油墨,除要求透明性好,有一定的粘性外,还要求流平性,热稳定性佳,并且分散性好。用于乳胶漆方面,应考虑的方面有颜料的色光、着色力、耐候性、耐光性、耐化学性等。对于色浆着色的连接料不同,颜料也有选择,如联苯胺黄、颜料亮红等在合成革湿法聚氨酯树脂中不适用,用该颜料制成的base不耐温,并在浅颜色贴面的时候,颜色会转移出来;而用在水性丙烯酸树脂印花涂料体系中,就不会有这种现象,并且有较好的色牢度。锚定基团之间的相互作用是通过氢键完成的,这个机理可应用于有机和无机颜料,因为无机颜料通常被不同类型的极性有机化合物处理,所以就能得到有机颜料同样的效应。其次在超分散剂的添加量方面也非常有讲究,在多年的应用实践中,我们发现润湿分散剂的用量过低时,颜料在色浆中的分散性不足,存在严重的絮凝性;如果用量过大,亲水基团过多,那么在水性树脂成膜后,亲水性较强,从而影响耐水性、耐脏性和耐磨性。因此我们要在实验的基础之上,确定恰当的颜料/分散剂比例。
3.2润湿剂
润湿剂在水性色浆体系中主要是降低颜料表面与水的表面张力,使颜料粒子能够快速、完全被润湿,以便机械研磨。
3.3消泡剂
消泡剂,它能降低色浆体系的表面张力,防止形成泡沫或使泡沫减少。有些类型的消泡剂,如果添加量过大,在水性树脂的成膜过程中会出现针眼或鱼眼现象,所以针对不同的用户在消泡剂品种和量上面都要做好相应的配伍性。
3.4防霉剂
防霉剂对于水性高浓色浆是不可缺少的助剂,使用时必须考虑其有效性和环保性,一般要求防霉剂具有广谱性,活性久,使用浓度低,对人体无毒,在色浆中与其它组分不发生化学作用,树脂成膜后不影响其物化性质,并且在色浆中挥发性低,溶解性好,耐温的特性。
4水性涂料涂膜性能测试将方法与要求
1)涂抹硬度需要满足TB/T2260和TB/T2293要求。
2)涂抹附着力加徐需要满足GB/T9286—1998测定。
3)涂抹防水性能:首先采用将划格器划出百格,之后将试验样品浸入到去离子水中浸泡20min,待到样品取出后沿着划格处用磨器抠其表面,观察涂抹表面是否出现损坏问题。
4)涂膜耐究竟性能:首先用划格器划百格,之后将试验样品浸入到工业酒精中浸泡15min,取出后用磨具抠其表面,观察涂膜处是否出现损坏问题。
5)耐高温性能:耐高温测试需要开展极限测试方法,取加热的沸腾水,之后将制备好的玻璃板放入,继续加热沸腾持续10min,观察涂抹表面是否出现脱落、气泡、附着力恢复情况。
6)层间附着力:将水性涂料两涂两烘后,测试上面涂层在测试附着力时是否产生脱落现象。
7)制版条件:将所制备的水性涂料喷涂到将擦拭好的玻璃板上,待到自然搁置10min后,再将其放置在160℃的烤箱中进行30min加热处理,在涂抹冷却后在测试其性能,其中的干膜厚度大约在25μm左右。
结束语
在科学技术不断快速发展的今天,新的领域、新的产业不断出现,水性色浆产业也势必走上不断更新换代之路,任重而道远,所以我们要不断的努力,坚持走绿色环保的生产工艺路线,勇于开拓,在水性生态环保的新世纪主题下,创造出时代赋予我们的财富与价值。
参考文献:
[1]吕仕铭,杜长森,周华,等.涂料用颜料与填料[M].北京:化学工业出版社,2012:99-107
[2]伍金平,杜长森,吕仕铭.水性色浆的性能分析[J].绿色建筑,2017,23(4):16-18
论文作者:袁景荣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/9
标签:水性论文; 颜料论文; 色浆论文; 涂料论文; 性能论文; 附着力论文; 分散论文; 《基层建设》2019年第25期论文;