瓜尔胶在丙烯酸乳胶漆中的应用

0 引 言
丙烯酸内墙乳胶漆因其成本低、无污染、耐擦洗、使用方便而获得青睐。随着我国城市化进程的加快,建筑涂料的需求量正在逐年提高。特别是住宅小区,安居工程, 丙烯酸乳胶漆正成为墙体的主要装饰材料。国家在2001 年颁布了强制性国家标准GB18582 – 2001 室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量!, 对建筑涂料特别是内墙涂料提出了更高的要求, 一大批超限量、低档次建筑涂料被淘汰。为了适应市场竞争的需要, 在符合国家强制标准的前提下, 降低乳胶涂料的成本, 提高技术指标已成为生产必须研究的新课题。本文所采用的技术路线就是把相对分子质量高的阴离子瓜尔胶通过冷拼法加入到苯丙或纯丙乳胶漆中。目前主要应用于内墙乳胶漆中, 在外墙乳胶漆中的应用还尚待进一步作老化和曝晒试验。

1 产品特性
瓜尔胶由原产于巴基斯坦、印度、美国东部的豆科植物瓜尔豆制成, 具有许多优异的特性, 经化学处理后, 水不溶物及残渣较瓜尔胶粉有较大幅度的降低, 应用范围广泛。过去作为油田水基压裂液及泥浆添加剂, 并且在食品、化妆品、制药、造纸、纺织等领域都得到了广泛的应用。作者在将瓜尔胶应用于涂料领域方面进行了试验和运用探索, 发现其不仅能降低成本, 而且可以增加涂膜的耐水性和流平性, 代替过去用的羟乙基纤维素。同时由于其酸价较低, 不会出现过去由于乳胶体系中酸价降低而造成的涂料黏度下降, 而且该材料从植物中提取, 可以确保生产出的乳胶漆的环保性能, 且有无污染, 可降解等特点。瓜尔胶粉经过化学改性处理后, 其下游产品有多种, 这里主要介绍用于涂料的羟甲基羟丙基瓜尔胶( 阴离子型瓜尔胶) 。
伊柯美E- 518P 阴离子瓜尔胶羟丙基瓜尔胶为天然瓜尔胶的羟丙基取代物, 为乳白色液体, 无异味,黏度为20 000~ 30 000 mpa•s, pH 值为7.3。在乳胶漆中应用, 主要有5 个优点: 1. 具有增稠性, 可改善涂料的成膜性能、涂刷性能; 2. 假塑性非牛顿流体, 具有良好的触变性, 可改善产品的流变性能; 3. 特殊的大分子立体结构, 具有较强的悬浮能力, 保持乳液和涂料的贮存稳定性; 4.良好的润滑性, 提供涂膜顺滑细腻的手感; 5. 具有助成膜能力及附着力。

2  瓜尔胶在乳胶漆中的应用
2. 1  添加阴离子型瓜尔胶制苯丙乳胶漆
制漆配方如表1 所示。
表1 添加阴离子型瓜尔胶替代50%的苯丙乳液的涂料配方

2. 2  未添加瓜尔胶制备的苯丙乳液
未添加瓜尔胶的苯丙乳胶漆配方见表2。
表2 未添加瓜尔胶的苯丙乳胶漆配方

2. 3  涂料的配制
根据表1 配方配制涂料, 将3~ 10 依次加入, 充分搅拌后研磨, 达到细度后加入1、2、11、12、13、14, 混合充分搅拌后, 涂刷样板( 1# 样板) , 其中2 瓜尔胶可以在研磨前加入, 也可在研磨后加入。
根据表2 配方配制内墙涂料, 将2~ 10 依次加入, 充分搅拌后研磨, 达到细度后加入1、11、12、13、14、15、16 混合充分搅拌后, 涂刷样板( 2# 样板) 。

2. 4  乳胶漆技术指标和性能检验结果对比
按照标准的要求制作样板, 涂刷3 d 后测试性能, 对照标准得出表3 数据。

2. 5  与颜料色浆进行混溶性试验
用昆山、汽巴精化、科莱恩及常州阿沃德的水性色浆配成各种颜色的内墙乳胶漆, 除少量如红色、蓝色有轻微浮色外, 其配制后的混容性和施工后表面的性能均没有影响, 表观效果良好, 没有出现浮色发花等现象。

3  综合成本分析
表1 的综合成本比表2 节省约300~ 500 元/ t , 在保证涂料性能符合各项指标的基础上可以适当加大瓜尔胶的使用量, 以进一步的降低成本。

4  结 语
根据以上的试验及测试结果, 可以看出E- 518P阴离子型瓜尔胶在内墙乳胶漆中的应用前景比较广阔, 其与乳液良好的混容性、成膜性、稳定性和涂刷的流平效果与高档增稠剂和流平剂不相上下, 最主要的是该材料的价格便宜, 可以替代50% 以上的苯丙乳液, 可大大降低内墙乳胶涂料的综合成本。但其在乳液型外墙涂料中的使用还有待进一步试验。作者在外墙丙烯酸体系中适当加入, 测试2 个月后发现涂料的贮存稳定, 漆膜的表面并未发现有不良的现象出现。其老化试验还有待进一步的观察和测试。瓜尔胶在涂料中的应用尚处于刚刚起步阶段, 其他方面的性能还有待在以后的使用实践中进一步改进, 但其在乳液中的稳定性已经在化妆品行业得到广泛的应用, 相信在涂料乳液体系中也将得到广泛的应用。

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