乳胶漆知识之提高篇

 

乳胶漆知识之提高篇

 

1、如何理解乳液的最低成膜温度?

 乳液的最低成膜温度(MFT)就是能够保证乳液聚合物形成无裂纹的、连续的、透明膜的最低温度。在低于这个温度下制膜,所获得的将是不透明的、有裂纹的膜,这样的膜没有机械强度,很容易被抹成碎片或粉末,毫无使用价值。

水分挥发,颗粒便紧密靠拢,剩余的水分继续挥发,产生毛细压力能使聚合物颗粒变形,变形的聚合物填补了水分从乳液颗粒间隙中迁移后所留下的空隙,而且使颗粒之间进一步的聚结和聚合物链上基团的相互渗透成为可能。故颗粒的蠕变是乳液成膜的重要阶段。环境的温度愈高,聚合物微粒的蠕变和聚结状况愈好,涂膜的性能就愈好;反之,如果温度过低,聚合物微粒刚性过大,就像泥沙一样,不能成膜了。

    乳液的最低成膜温度与聚合物的玻璃化温度(Tɡ)密切相关,但两者在量上无数学式互相转换。对于不含成膜助剂的乳液来说,MFT与Tɡ大体一致。

2、何谓高分子聚合物的玻璃化温度?

    无定行高分子聚合物的相转变与结晶的低分子物质颇不相同,它没有结晶熔解现象,而有一个玻璃化转变现象。在充分低的温度下,所有无定形(非结晶)聚合体处于玻璃态,显示玻璃的特征,如坚硬、易碎、低膨胀系数等。在充分的高温下,则处于橡胶态,具有橡胶的特征,如柔软而富有弹性。在这中间的某一温度下,高聚物由橡胶态迅速转变成为玻璃态,这个温度就称为该聚合物的玻璃化转变温度(Tɡ)。

3、何谓HLB值系数?

   HLB值就是表面活性剂的亲水亲油平衡值。该体系是为了对表面活性剂的亲水、亲油(疏水)相对强度作定量描述的一种体系。HLB的概念是一个经验性的法则,他没有物理学基础。体系的基础是人为地规定每一种乳化剂都有一个处在0~20之间的无量纲的数字。O代表一种完全疏水(亲油)的表面活性剂,20代表一种完全亲水的表面活性剂。某一种表面活性剂所指定的数字代表其亲水疏水强度之间的平衡在此HLB尺度上的一个量度。乳化剂的HLB为10时,其亲水性和亲油性相平衡;数值在0~9为油溶性的憎水乳化剂;数值在11~20为水溶性的亲水乳化剂。

4、何谓颜料体积浓度?

   颜料体积浓度就是在干燥的涂膜中颜(填)料所占有的体积百分数。

                   PVC(%)=Vp/(Vp+Vl)

   式中PVC—–颜料体积浓度,以%来表示

        Vp——-颜料的体积。这里颜料包括着色颜料和体质颜料(填料)

        Vl——-基料的体积。对乳胶漆而言,就是乳液聚合物的体积。

   颜料和填料的体积可根据其质量和密度用下式求得:

              体积=质量/密度

   已经确证,在确定干膜性能时,颜料的体积分数比质量分数更为重要,更有规律。涂膜的一系列性质的变量可以看作颜料体积浓度的函数。

5、何谓临界颜料体积浓度?

    在一系列涂料配方中,当颜料体积浓度增至某一数值,涂膜的许多性质会发生急剧变化。研究人员将CPVC定义为基料刚好足够在颜料表面构成完整的吸收层,并充满紧密堆积体系中颜料颗粒间空隙时的颜料体积浓度。低于CPVC,基料在涂膜中有“过剩“的体积,高于CPVC,颜料颗粒形成堆积,然而没有足够的基料堆满颗粒之间的全部体积,即涂膜中出现空隙。在稍高于CPVC时,涂膜中的空气是空气泡,随着颜料体积浓度的增加,空隙互相连通,涂膜多孔性急剧增大。

6、何谓涂料的颜基比?

 顾名思义,涂料的颜基比就是涂料中颜料(包括着色颜料和填料)质量对基料(不挥发分)质量的比值,即

  颜料比=Wp/Wl

 式中Wp—–颜料和填料质量,g

     Wl—–基料(不挥发分)的质量g

    虽然不能从颜基比与涂料(层)性质之间找到有规律的变化,但当已经确定了基料、颜料、和填料的品种和相对比例后,通过试验手段,可以通过改变颜基比数据较快捷的确定并优化配方。

7、何谓触变性?

    在恒定不变的剪切速率或剪切力下,随着时间进程而渐渐失去粘性(度)的流动行为,叫做触变性。触变是一种可逆过程,当撤除剪切力,停止搅拌并静置,随着时间进程他会慢慢恢复到原有的结构黏度。

乳胶漆具有不同程度的触变性,这常因加入了一种触变助剂而获得。该触变性的形成可解释为由于某些呈松散结合的结构破坏所致,而这种结构在涂料静置时产生,触变性是很有实际意义的。在施工时,涂料受到高剪切力速率的作用,粘度变低,则在低剪切速率下,粘度变高,则可减少在垂直面上涂料的流挂;在涂料贮存期间,粘度高而抗颜(填)料的沉降,从而改善了涂料的贮存稳定性。

8、何谓粘度?表观粘度?

    粘度实质上是流体内部对其相对流动的阻力。形成靠近顶部的液层的位移速度较大,靠近底部的液层的位移速度较小,就是由于在任何相邻两层的接触面上存在与面平行而与流动方向相反的阻力,也称粘滞力或内摩擦力。

    对于非牛顿型流体,如合成树脂乳液和涂料,其粘度与剪切速率相关,在不同的剪切速率下测的粘度是不同的。于是提出“表观粘度“的概念。强调这个粘度值仅仅是某一个剪切速率下的粘度。

9、外墙乳胶漆配方设计如何确定颜基比?

    一般选取颜/填料与乳液聚合物(按固体质量计)的比例范围为1.8-3.2,更好的选择为2.3-2.8,这时配方中的颜料体积浓度大约为35%-45%,这样的涂料,其涂层的抗粉化和保色性推测起来不致损坏涂膜。

    如果配方颜基比过高,颜料和黏合剂的界面增多,若不是为了提高涂料的遮盖力,那么这种界面的增多对涂料的流变性是没有好处的,还可能降低涂膜耐沾污性、耐洗涮性,并且会加速涂层的粉化倾向,故不可取。

    如果配方的颜基比过低,涂层的抗粉化性和保色性能够获得提高,耐洗涮性改善,涂层的致密性也增加,这致密度可能妨害基材中潮气的逸出,潮气所产生的蒸汽压力一旦大于粘合剂对基材的附着力,就会造成涂层鼓泡,这是涂层病态,是应力求避免的。

10、外墙乳胶漆如何选用乳胶?

    乳液的耐水性、抗沾污性和耐老化性决定着外墙乳胶漆的品质。外墙乳胶漆配方设计选用乳液时需要强调下列几点:

    ⑴ 外墙乳胶漆应当选用耐水性优良的乳液  乳液的耐水性可以用如下方法来判断:在平板玻璃上注少许乳液,用100μm制膜器制膜,室温(最好23℃左右)下干燥7天后,浸水,观察,合格的乳液涂膜应不起泡,不脱落,允许泛蓝;优秀的乳液涂膜应无变化。如果涂膜泛白、起泡,甚至从玻璃板上脱落,这种乳液吸水率较大,耐水性较差,在外墙乳胶漆中不可使用。

    ⑵配方设计中应优先采用抗沾污性优良的乳液  一般来说玻璃化温度较高的乳液涂膜的耐沾污性较优,故不宜选用Tg值太低的乳液,至少不宜选用Tg低于室温的乳液。

    ⑶必须选用耐老化性能优异的乳液  惟有这样才能保证乳胶漆的耐老化性能。

11、外墙乳胶漆如何选用白色颜料?

    外墙乳胶漆多数为浅色漆,大量使用白色颜料,外墙乳胶漆要求所使用的白色颜料具有较好的遮盖力,同时,还应具有较好的耐光性、抗粉性和耐碱性。常用的白色颜料是金红石型钛白粉,还有氧化锌。

    金红石型钛白粉,以氯化法生产的产品为最佳。他是最好的白色颜料,其综合性能优异,是外墙乳胶漆的首选白色颜料,也是浅色外墙乳胶漆的必用颜料。由于表面处理工艺不同,钛白粉有不同的型号,可以根据所制乳胶漆的特点,如是否要求高光泽,或高遮盖力,或高抗粉化性等,选择具体的品种。用硫酸法工艺生产金红石型钛白粉,由于锐钛型向金红石型转化率比氯化法低,故产品的白度和对光的稳定性较氯化法稍差,但价格较低些。

    氧化锌的遮盖力仅次于钛白粉,白度很高,更具有优异的抗粉化能力和出色防霉能力。但是氧化锌的活性比较大,使用后涂料容易产生“肝化”现象,微细粒径的氧化锌尤甚,可使乳胶漆迅速增稠,这种增稠与体系pH无关,故在乳胶漆中使用的氧化锌应以粒子较大者为好。

    立德粉的耐光性极差,遇光变暗,当含水或水溶盐时更为严重。用立德粉制成的涂料成膜后,漆膜耐候性也不好,易粉化。故在外墙乳胶漆中千万不可使用立德粉。

12、外墙乳胶漆如何选择彩色颜料?

外墙乳胶漆对彩色颜料的要求主要是:

    ⑴ 要求颜料具有优良的耐光性和耐候性。耐光性应达到7级以上(耐光性分为8个级别,8级为最高级),冲淡后的耐候性应在4级以上(耐候性分5个级别,5级为最高级)。

    ⑵ 要求颜料具有优良的耐碱性。这是针对乳胶漆经常用于水泥混凝土基材而言的,这种基材碱性很强。

    因此,外墙乳胶漆尽量选用无机类颜料,如氧化铁红、氧化铁黄、钒酸铋、碳黑等,他们的分子结构稳定,耐候耐光性好,而炭黑本身就是一种很好的紫外线吸收剂,不易褪色,价格便宜。但是它们的颜色大多不够鲜艳,不能调制高饱和度的鲜艳颜色,故外墙乳胶漆还要使用一些有机类颜料,例如对于蓝、绿色调,应选择酞菁系列颜料;中黄色调,应选择双偶氮颜料;紫色调选择二噁嗪紫,索引号P.V.23;大红色调选择分子含卤素原子、-C-、-NH-的有机颜料,其耐候性好。

13、外墙漆如何选用填料?

外墙乳胶漆中都要使用一点填料的。外墙乳胶漆中的填料不应仅仅是为了降低成本,虽然通常是有这个结果的,填料应当还有更重要的功能,尤其是现在各种超细级填料和功能性填料在不断地开发和推向市场。外墙乳胶漆常用的填料高岭土、硅灰石、方解石粉(重质碳酸钙)、滑石粉、硫酸钡、云母粉和二氧化硅等。它们在外墙乳胶漆中的作用见表5-2.通常350-1250目级粉体。1000目以上的超细级填料对改善颜料悬浮性,涂料遮盖力,流平性有利,比较容易进行分散,故都有倾向于使用超细级填料的倾向。然而对于PVC较高的外墙乳胶漆,由于存在抗粉性问题,如果全部使用超细级填料的话会加速涂层的粉化。
表5-2 填料在外墙漆中的功能

填料名称

在乳胶漆中主要功能

高岭土

硅灰石粉

重质碳酸钙

滑石粉

云母粉

硫酸钡

二氧化硅

干遮盖力、假塑性、吸收此外线

色明度、干遮盖力、抗磨性

流平性、干遮盖力、抗冻融性

悬浮性、涂膜内应力的吸收

色明度、吸收此外线、抗裂性、减少穿透

抗沾污性、硬度、干遮盖力

抗沾污性、硬度、抗磨性

14、生产中用什么方法来检测颜料分散程度?

工业生产中用来检测和评价颜料分散程度的方法大致有刮板细度计法、目测干膜法和颜料显色法等。

⑴ 刮板细度计法。在刮板细度计的沟槽最深部滴入试样数滴以能充满沟槽而略有多余为宜。以双手持刮刀,横置在磨光平板上端试样边缘处,刮刀与磨光平板表面垂直接触,在3s中内,将刮刀由沟槽深的部位向浅的部分拉过,使试样充满沟槽而平板上不留余样。刮刀拉过后,立即(不超过5S)使视线与沟槽平面成15度-30度角,对光观察沟槽中颗粒均匀显露处,记下读数(如有个别颗粒现露与其他分度线时,则读数与相邻分度线范围内,不得超过3个颗粒)。这个方法被广泛应用于溶剂型涂料体系,对于测定乳胶涂料的颜料浆,应用乳液基料“兑稀”浆料后再试验,否则观察时比较困难。

⑵ 目测干膜法  在透明底材(如玻璃板)上涂以薄层浆料或涂料,需要时可加水稀释后制膜。待涂膜干燥后,与标准膜样板相比较。

⑶ 颜料显色法  颜料的分散程度与涂料性能是密切相关的。借助于一些主观的方法测试涂料(膜)的某些性能也能很容易的对颜料分散状态作出定性的评价。

15、用什么方法来评价消泡剂的品质?

(1)消泡性能试验  可采用量筒法、高速搅拌法、循环法、鼓泡法和震动法。

(2)涂装试验  用规格为100μm的线棒制膜器将涂料在玻璃板上制膜,观察漆膜的气泡残留和缩孔情况。有光乳胶漆还应测定光泽。

(3)贮存稳定性试验  自然贮存一般为6个月,高温加速贮存试验在50℃恒温箱中放置14-21天,再作消泡性能试验和涂装试验。

16、如何确定消泡剂的投料时间

    乳胶漆生产工艺中是规定消泡剂分两次投入,首先,在颜料浆预混阶段加入一半量,剩下的一半量放在调漆阶段加入。这两次加入的消泡剂可以是同一个消泡剂品种,但是讲究的选择是采用两个品种,其中的一个的抑泡性能更好些,另一个品种的消泡性能更好些。抑泡型较好的消泡剂或抑泡剂放在颜料浆预混阶段加入,因为此时体系中几乎是没有气泡的,它的作用只是抑制在分散过程中产生的泡沫,在调漆过程中的气泡的生成,不过由于调漆时采用较低的搅拌转速,起泡现象应并不严重。

       乳胶体系泡沫的产生和破灭遵循着这样的规则:体系的粘度愈小,泡沫的产生愈容易,同时泡沫的破灭也愈容易;反之,体系的粘度愈大,泡沫的产生和消失愈困难。在乳胶漆生产中消泡剂的投料时机应当利用这个知识,颜料浆的粘度较大,事先加入抑泡型消泡剂,使之尽可能少起泡;在调漆阶段,当颜料浆中加入了乳液之后,体系的黏度迅速降至最低值,故在此时加入消泡剂,泡沫最易破灭。必须待漆中泡沫基本消除后,再进行增稠,否则增稠之后的泡沫又将难以消除。

17、如何确定成膜助剂的投料时间?

    成膜助剂的投料时机可以选择在调漆阶段,也可以在颜料浆预混合阶段投入。如果聚合物乳液对成膜助剂的稳定性好,这可以在调漆阶段乳液加入之后投料,也可以在预混合阶段加入颜、填料之前投入。如果乳液对成膜助剂的稳定性不太好,容易引起絮凝、发胀,则应在颜料浆预混合阶段投入,这样成膜助剂获得了稀释,再与乳液相混合就不大会出问题了。然而,成膜助剂参加颜料分散,有可能使颜、填料吸收部分成膜助剂而造成“损失”,所以对于这样的工艺,配方中成膜助剂的用量应当适当增加。

18、如何确定增稠剂的投料时机?

    部分增稠剂应在颜料浆预混合阶段投入,因为颜料分散要求预混浆料具有一定的粘度,需要添加增稠剂来增加物料的粘度。此时加入增稠剂,尤其是粉末形态的增稠剂和对水增稠型的增稠剂,有利于乳胶漆的均匀和稳定。在调漆阶段,为了调整乳胶漆成品的粘度,也需要添加一些增稠剂,建议在加完其他所有原料之后,最后加入。有些品种的增稠剂尚需要水或丙二醇助剂稀释后再加入,以利体系的稳定。

19、乳胶漆对色浆有何要求?

    一种理想的乳胶漆用色浆应该具有下列性能。

    ⑴色彩悦目。

    ⑵着色力高  达到目的的颜色时所加入色浆(更确切地说应该是颜料)的数量愈少者愈好。

    ⑶相溶性佳  色浆投入乳胶漆中, 经搅拌后,很容易混合均匀,在涂料贮存期内不发生浮色等现象,形成的漆膜色泽均一。

    ⑷耐光性优良  尤其对于外用乳胶漆的色浆,其耐光性至少应在7级以上,才能保证漆膜的保色性能。若乳胶漆初始颜色十分美观,然而在很短时间内就明显褪色,那么初始美观的颜色是没有适用价值的,甚至会引起质量纠纷。有时颜料单独使用时耐光性很好,但与钛白粉混合后,耐光性会大大下降,选用时应当心。

    ⑸耐碱性优良  因为乳胶漆通常用于水泥混凝土类的碱性基材上,故要求漆膜颜色在这样的碱性条件下不宜褪色。

    ⑹贮存稳定性好  色浆在贮存期间应无颜料聚凝、发胀、沉淀、结块等现象。

    ⑺无毒  尤其对于内用乳胶漆的色浆,色浆应不含可溶性的铝、镉、铬和汞等重金属。

    ⑻对乳胶漆的负面影响小  色浆的加入应不降低乳胶漆的各项性能。

    ⑼来源丰富,价格公道。

20、 乳胶漆调色时应注意那些问题

  (1)认真观察和研究标样颜色,结合基础白漆工艺配方了解欲配制色漆颜色的色调范围、颜料组成等。在没有十分把握时,可先在实验室中试配小样,大致确定所需色浆的品种及数量。做到心中有数后,再在生产线上进行配色。

  (2)正确选用色浆  由于颜料的颜色常常带有色头,选择合适色头的颜色(浆)就能比较容易配准颜色。例如,配正绿颜色,应采用带绿头的黄颜料与带黄头的蓝颜料配色;又如,配紫红色,应采用带红头的蓝颜料与带蓝头的红颜料;配橙色,采用带黄头的红颜料与带红头的黄颜料来配。否则,配成的颜色,其明度将有所降低。

  (3)在保证颜色合乎要求的前提下,所选用的调色浆的品种宜尽量少。因为加入的颜料品种越多,调成的颜色明度越低,色彩也越晦暗。

  (4)在良好的搅拌下,慢慢加入调色浆,本着先调深浅,后调色调的原则细心调制。需要加入几种色浆时先加数量较多的,后加数量较少的,这样可以容易找准颜色。每次的加浆量应少于估计量,特别在接近配色重点时犹需仔细控制,以免颜色过头。

  (5)注意只要加入少量补色便可使颜色明度减弱,加入少量黑、灰、白色就可使颜色的色调得到很大程度的改变。因此在添加时务须小心,放止过头。

  (6)色浆的粘度与乳胶漆的粘度相差不大时,两者更容易混合均匀,故当色浆粘度过大时,可先用乙二醇或水稀释至漆的黏度相近后再投入。

  (7)比色是对在调配的乳胶漆的干漆膜与样板或样品的干漆膜的颜色进行对比,而不是比较它们在容器中的漆液的颜色,也不是比较他们的湿涂膜的颜色。注意漆膜干膜的颜色要比湿膜的颜色略深些,防止配色过头。

   (8)比色时注意两种漆膜的底板背景应一致,最好将欲比色的两种漆用同一制膜器涂在同一底板上,待漆膜干透后比色。

21、调色后如何检查和分析漆膜色彩的均匀性?

     将乳胶漆涂布在样板上,数分钟后,在漆膜未干前,用手指研磨部分漆膜,如果研磨部分比未研磨部分的颜色更深些,则弊病是由色浆方面引起的,色浆的颜料存在聚凝或分散不佳。如果研磨部位的颜色显得更浅些,则表明基础白漆中的颜料没有分散好。

22、人工配色时,如何正确对样板进行比色?

    在自然日光下进行目视比色的方法是有国家标准的,标准号GB 3181。根据这个标准,在比色时所采用的自然日光的入射角约45°。自然日光采用漫射日光,有部分云彩的北面天空的光线。在比色现场周围,不允许有色彩强烈的物体反射光(如红砖墙、绿树等的反射光)。比色位置的照度应均匀,不要采用直接阳光。

比色时,将待试样板与目标样板并列放置,并使用相应的边互相接触或重置一定的面积,眼睛与样板相距约500mm,观察实现与样板表面接近垂直。为了提高比色的精度,比色时应时时交换待试样板与目标样板的位置。

观测者必须由没有色视觉缺陷的人来担任。如果观测者进行连续比色,应间断的休息几分钟,以确保目视比色的质量,在休息时,不应再看待试样板,为消除观测者的眼睛疲劳的影响,在对有强烈色彩待试样板比色后,不要立即进行淡色待试样板的比色。

23、电脑配色具有那些优点?

(1)电脑配色准确度高, 配成的涂料与标样的色差小。

(2)产品颜色的重现性好,电脑配色批次之间的色差很小。

(3)调色速度快,一般几分钟内便可完成一次(罐)配色工作。

(4)电脑配色利用异谱同色技术可以快速提供若干个调色配方,这些配方分别采用不同的色浆组成,用户可以根据使用要求从中选择最合意的配方。

 

下载:http://www.ctdisk.com/file/4052287

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