乳胶漆色彩均一性控制

彩色乳胶漆给建筑物带来了丰富多彩的颜色,美化了我们居住和生活的环境,不论是外墙乳胶漆,还是内墙乳胶漆,保证乳胶漆色彩的均一性至关重要,但在彩色乳胶漆调制和施工中常常出现浮色发花现象,这与乳胶漆色彩的均一性控制失衡密切相关。乳胶漆色彩的均一性包括两个方面,一是乳胶漆静态贮存时色彩均一,二是涂膜干燥成膜后色彩均一。

1 影响乳胶漆色彩均一性的因素
影响乳胶漆色彩均一性的因素主要有:亲水亲油平衡值(HLB)、基础漆与水性色浆的相容性、表面张力差、颜填料粒径分布等。

1.1 亲水亲油平衡值对乳胶漆色彩均一性的影响
乳胶漆的配方组成一般包括乳液、颜料、填料、溶剂、助溶剂及各类助剂等原材料,它们都有自己的亲水亲油平衡值(HLB 值),各材料的亲水亲油平衡值匹配则涂料整个体系的性能就很优,乳胶漆色彩均一性也很优秀。乳胶漆的配方中的润湿分散剂、增稠剂等可调整整个体系的HLB 值,使整个体系的HLB 趋于平衡。亲油物质其亲油端的表面张力相对较小,在乳胶漆贮存过程中,这些亲油的物质容易浮到表面上来,从热力学角度来讲,整个体系能量降低,体系稳定。如果生产的乳胶漆在静态即在容器中就浮色,不仅开罐效果不好,而且直接影响施工性能和涂膜性能。若乳胶漆浮白色,则白浆HLB值比较小,白浆比较亲油,就要把白浆做得有更大亲水性;若乳胶漆浮的是色浆颜色,则白浆HLB 值比较大,比较亲水,就要把白浆做得有更大亲油性。阴离子分散剂中带疏水基团的铵盐分散剂比羧酸钠盐类分散剂要亲油,HLB 值小,且带疏水基团的铵盐分散剂对乳胶漆涂膜的浮色也有很大改善。通过调整亲水亲油平衡值,以达到色彩的均一。

1.2 基础漆与水性色浆的相容性对乳胶漆色彩均一性的影响
基础漆与水性色浆的相容性好,则乳胶漆静态贮存和涂膜的色彩均一性好,基础漆对色浆润湿好则色漆展色性也较优。在乳胶漆中经常使用阴离子和非离子型表面活性剂作润湿分散剂,在水中具有极性和离子型表面的无机颜料,能够与添加的离子型表面活性剂的极性基或离子发生作用,形成二层吸附层。当乳液颗粒外的乳化剂与色浆中颜、填料粒子外的表面活性剂相容性好时,则乳液对这些颜、填粒子的润湿就好,整个色漆的展色性就好,均一性好。
判断基础漆与水性色浆的相容性最好的方法是做指研实验,其操作方法为:将最大量的色浆加入到乳胶漆中,混合搅拌均匀后涂布在刮涂纸上,在其表干前用手指擦拭约一分钟左右,实干后观察擦拭部位与未擦拭部位是否有色差,若无色差,说明相容性好;若存在色差,则说明颜料存在絮凝,擦拭部位因受到外力的作用而解絮凝。
基础漆与水性色浆相容性不良的原因有二:一是水性色浆的分散不稳定,易产生絮凝、浮色、发花等弊病,这要求用户应选用分散性、稳定性好的高性能色浆;另一个原因是乳胶漆内润湿分散剂的用量不足或不适宜,在色浆加入后乳胶漆内的颜、填料粒子抢夺色浆颜料表面的分散剂,使色浆颜料产生絮凝,这时需要增加乳胶漆分散剂的用量或改变润湿分散剂,直至通过相容性实验,才可以用选定的基础漆与水性色浆调制彩色乳胶漆。

1.3 表面张力差对乳胶漆色彩均一性的影响
表面张力差对乳胶漆色彩均一性的影响既表现在对静态贮存的影响,又表现在对涂膜干燥成膜的影响。乳胶漆调制色漆时,有些色浆在白色基础漆中很难分散均匀,分散好的色漆很快就有分色或浮色现象发生,这是由于白浆的制作与色浆的制作工艺配方不同造成的,制作白浆常采用阴离子型分散剂或离子型聚电解质分散剂,而色浆则多采用非离子分散剂,或与部分阴离子分散剂并用,因而白色颜料与彩色颜料粒子因吸附了一层不同的润湿分散剂而具有不同的表面性质,其HLB 值不一样,其表面张力也不一样。一般离子型表面活性剂比非离子型表面活性剂的表面张力大。表面能低的分子意味着分子之间的力小,表面张力也较低。从热力学方面来考虑,表面张力低的物质容易吸附转移到面,而使体系稳定,如果白浆或色浆之间的表面张力与体系的表面张力相差大时,容易出现浮色发花现象。在此种情况下乳胶漆的浮色、或者分色并不一定会引起涂膜的浮色、发花,但乳胶漆的开罐效果、外观品质不好。解决这种问题可以使用润湿分散剂来调整白浆或者色浆的表面张力,缩小它们与乳胶漆体系之间的表面张力差来保证乳胶漆的色彩均一性。
乳胶漆涂膜干燥时,浮色是颜色在垂直方向上发生变化,两种或多种颜料发生分离,一种颜料浮到表面,另一种颜料原位不动或是沉到底部。乳胶漆浮色有内因和外因。其中内因是颜料粒子粒径差,密度差,颜料絮凝体、解絮凝体同时存在(亲合絮凝、桥架絮凝、颜料与展色剂絮凝),导致颜料粒子运动能力差;外因是乳胶漆干燥过程中的贝纳尔多涡流。同时表面张力差过大使得颜料粒子运动能力出现差异,乳胶漆成膜干燥中有运动差异的颜料粒子在运动中有分离出来的趋势。

1.4 颜填料粒子的粒径分布对乳胶漆色彩均一性的影响
颜填料粒子的粒径分布区间的大小与乳胶漆色彩均一性有很大关系。由斯托克(Stock)定律可知,粒子的沉降速度与粒径的平方呈正比,而与密度差一次方呈反比,粒径对颜料的运动能力影响很大。据计算,钛白的沉降速度大致是氧化铁红沉降速度的20 倍,氧化铁红密度大于钛白,将这两种颜料混合,氧化铁红将会集中在表面而浮氧化铁红色。粒径分布带来的颜料粒子运动性差异,就不难理解在涂料干燥过程中出现颜料分离现象。
在乳胶漆涂膜干燥时,随着乳胶漆中挥发份的挥发,其中夹带一部分颜、填料把它们带到涂膜上来,而这些颜、填料粒子在被输送到表面时,有较高表面积的较细粒子易于输送,而比表面积相对低的粗粒子则有碍于运动。另外,在干燥过程中乙二醇提供了一个膨胀的连续的亲水网状组织,蒸发的物质通过此网状组织扩散到漆膜表面,在涂膜干燥时,更为亲水的物质趋向于快蒸发,因为它们优先进入亲水网状组织,从那里它们易于扩散和逃逸。而在生产乳胶漆的过程中,如果白浆相对色浆来说亲水性强一些,即白色的颜填料粒子的亲水性比色浆中颜料粒子更亲水一些,它们就更易被强极性的挥发物质带到表面上来。加上颜填料粒子粒径差太大,使得颜、填料之间的混容性变得很差,尤其是乳胶漆中超细粒子过多,粒径分布很广,施工过程中涂料浮白现象严重,而涂膜则发生浮色发花现象。

2 结论
在乳胶漆色漆调制过程中,应充分考虑亲水亲油平衡值(HLB)、基础漆与水性色浆的相容性、表面张力差、颜填料粒径分布等因素,通过选用润湿剂、分散剂调整体系的HLB 值,使整个体系的亲水亲油达到平衡;降低表面张力,阻止贝纳尔德的循环;在涂料生产中注意颜填料粒子粒径分布区间不要太大,尽量不选用含过多超细粉、及密度差过大的颜料;做好基础漆与水性色浆的相容性试验,从而生产出色彩均一、质量优异的乳胶漆。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注