高浓缩水性色浆的研制

高浓缩水牲色浆帕研制

刘载云周小红彭德银杨波(湖南三环颜料有限公司,长沙410208)

前言
一 颜料由于粒径细小, 比表面积大, 表面自由能会促使它们以聚集状态存在, 使其在涂料中不易分散,不能充分发挥其着色能力, 涂层出现浮色、发花, 严重者会褪色、粉化。把颜料粉制成色浆就是通过加入分散剂等化学助剂, 浸润到颜料粒子中去, 再通过机械研磨使其在剪切力作用下, 由聚集态解聚成稳定的个体粒子悬浮在分散液中。用色浆配制的涂料就能充分发挥颜料的着色能力。以水为分散介质, 把颜料粒子分散在水中制成的颜料浆叫水性色浆。一般由颜料、分散剂、润湿剂、消泡剂及分散介质践组成根据使用和贮存的需要有时也会添加一些提高性能的助剂。它无毒、无异味、不燃烧, 属绿色环保型产品。
以分散型丙烯酸树脂液为载体的水性色浆水性色浆主要用于配制水性涂料, 如水性内、外墙涂料、彩瓦乳胶漆、木器漆、真石漆及水性印刷油墨等等。而这些乳胶漆常用乳液有苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液、氟碳乳液, 水性环氧树脂液和水性聚醋树脂液等。作为颜料的分散树脂必须与以上各种乳液都有极佳的混容性, 且对颜料粒子有亲合性,能吸咐在颜料粒子表面, 起到防止絮凝, 防止颜料粒子再聚集的同性电荷推斥作用以及树脂液包裹位阻作用。对乳胶漆成膜无不良影响。
基于以上要求, 我们选择有一定聚合度, 带有一定锚固基团的水溶性聚丙烯酸树脂液作为载体。其化学组成及分子结构式如下
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基团, 锚固在树脂中, 在水中离解成阴离子, 使聚丙烯酸树脂液成为阴离子表面活性剂, 对颜料起分散作用, 解絮凝降低粘度, 增加流动性。颜料分散后的形态如图所示, 以铁红Fe2O3为例。
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止Fe3+ 聚集絮凝。外层有弹性树脂包膜悬浮在水中产生运动位阻, 可防止颜料粒子聚集和下沉, 达到较好的分散效果。经实验证明, 树脂水性色浆用于配制乳胶漆时,能增加乳胶漆膜的弹性, 还能提高乳胶漆对被涂物体的附着牢度。水性颜料浆的制备按配比及加料顺序准确称取水、分散剂、分散树脂液、消泡剂、颜料粉, 在高速分散机上分散均匀, 进入砂磨机研磨, 抽样检测研磨细度达标后, 过滤, 即为成品颜料色浆。由图可见, 可选用的分散剂是、、种, 以分散剂的润湿降粘效果最好。我们选用其中两种分散剂并用, 以取得协同效应, 使颜料浆综合性能最佳。水性颜料色浆的特性选择高相对分子质且超分散剂制备无扭胡旨水性色浆巧加我们研制的水性色浆都是高色浓度的, 有机颜料色含量在45%以上, 无机颜料色含量在60-70%。有机颜料粒子细、比重小、比表面积大, 吸油值高, 分散难度大, 需要选择润湿性好的分散剂, 分散剂用量也较大。无机颜料比重大, 在水中自重下沉的倾向大, 也需要选择合适的分散剂, 才能生产出高质量的水性色浆。我们在试制无树脂水性色浆时, 首先考虑的就是要选用高分子超分散剂, 分散剂分子中含有较多的活性锚固基团, 使其对被分散的颜料粒子达到最佳润湿和吸附, 包裹在颜料粒子表面的高分子弹性膜能产生更大的运动位阻, 以防止颜料粒子的絮凝、下沉和分层。这对无机颜料和有机颜料都十分重要。
a、b、c、d4种分散剂对体系粘度的影响见图

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结语
我们对水性色浆的研制, 仅取得初步成效, 随着涂料工业的发展, 新型的合成助剂大量出现, 对水性色浆的制造将提供更大的帮助。

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