乳胶漆贮存过程中沉积分层因素

 1 实验部分 
  1.1 理论依据 
  乳胶漆中的颜料粒子的沉降速度可以用stokes公式为依据,公式如下: 
  式中:V-沉降速度,cm/s;r-颜填料颗粒的半径,cm;g-重力加速度,m/s2;-颗粒体系密度,g/cm3;-液体介质密度,g/cm3;η-液体粘度,Pa·s。 
  由上式可知:通过减小颜填料颗粒半径、降低颗粒体系与液体介质的密度差、增加液体的粘度这三种方式,可以降低粒子的沉降速度,从而达到稳定体系和改善贮存稳定性的作用。在乳胶漆的制造过程中,通过砂磨可以改变颜填料粒子的半径;通过改变增稠剂、稀释剂的种类和用量,可以改变体系的粘度;分散剂可以实现颜填料的润湿、分散与稳定等。因此将斯托克斯法则引入研究乳胶漆沉降因素中来,能够为我们的实验提供理论依据。 
  1.2 实验原料 
  配方:纯丙烯酸乳液:20-30%; 
  颜填料:30-40%,钛白粉、重钙粉和高岭土的混合物; 
  湿润分散剂:0.5%,L9525A、L9512、L9508A、L9508C變量选其一; 
  增稠剂:0.7%,其中羟乙基纤维素0.4%,L4512+L4376/L4375/L4365的混合物占0.3%; 
  消泡剂:0.3-0.4%,L9502A(便宜、效果一般,常用)、L9503、L9503A(高档); 
  成膜助剂:1-2%,L4210; 
  溶剂:20-30%,L3000。 
  1.3 乳胶漆的制备 
  把乳液、粉料、助剂和水准备好,找个容量为1000g的留样罐,用多功能的分散机分散,按照国标一步一步将乳液、粉料、助剂和水混合分散,搅拌均匀,把细度控制到<60?m。然后观察增稠剂、防冻液和防沉剂的加入量是否影响乳胶漆的分层,只改变它们的剂量和种类。 
  1.4 测试项目 
  通过改变不同的参数,制备不同的乳胶漆,并对其性能进行测试,测试项目见表1: 
  2 结果与讨论 
  2.1 分散剂对乳胶漆分层的影响 
  适当使用分散剂可以提高乳胶漆分散稳定性的界面活性物质,而且价格适中、用量较少、泡沫少、分散效果好。为了防止分散稳定了的颜填料粒子再度形成有害的絮凝,在涂料中添加的分散剂吸附在粉碎成细小微粒的颜填料粒子表面,构成吸附层,产生电荷斥力和空间位阻效应,保持分散体系处于稳定的分散状态。 
  涂料的遮盖力、透明度、着色强度、流动性、粘度、机械强度等都与分散效果的好坏有直接的影响。分散剂和润湿剂的加入,可以能缩短研磨时间,也可以提高研磨分散的效率,有利于提高涂料产品品质的稳定性。分散剂和湿润剂是涂料产品不可缺少的助剂。 
  本组实验通过选用不同的分散剂,测试结果见表2: 
  从表2可以看出,用L9508A与L9508C作为分散剂生产出的乳胶漆极容易分层,而用L9525A与L9512作为分散剂生产的乳胶漆不容易分层。在外力影响下,颜填料颗粒上解很容易吸附,使颗粒重新聚集,粒径增大,沉降速度增加,造成乳胶漆分层。另外,由于颜料聚集,使漆膜的着色力和遮盖力下降,对比率降低。 
  2.2 增稠剂对乳胶漆分层的影响 
  在乳胶漆涂料的配方设计中,增稠剂的搭配使用是重要的一个环节,它联系到乳胶漆的多性能,如涂抹外观、施工性、展色性、储存性以及展色性等。不同增稠剂配合对贮存稳定性和流平性的影响不同。采用HEC增稠剂时,有时候会发生上层分水现象,这是因为纤维分子吸附能力弱,极容易被漆中的表面活性剂、润湿剂等所置换,游离于水相。讨论一下最常用的HEC增稠剂,单独及其搭配使用对乳胶漆分层的影响。为了能更直观的看出增稠剂不同对乳胶漆分层的影响,还有增稠剂的使用对乳胶漆贮存性的影响。 
  乳胶漆的贮存稳定性和施工性被增稠剂的使用兼顾了。 
  本组实验通过选用不同的增稠剂,测试结果见表3: 
  由表3可知:用L4512+L4365作为增稠剂生产的乳胶漆极容易分层,增稠剂匹配搭档就不会影响乳胶漆的分层。 
  2.3 防冻液数量对乳胶漆分层的影响 
  防冻液是一种含有特殊添加剂的冷却液,主要用于液冷式发动机冷却系统,防冻液具有夏天防沸,冬天防冻,全年防水垢,防腐蚀等优良性能。为了提高乳胶漆在低温、寒冷条件下适应能力,在漆上添加防冻液,本组实验将改变防冻液的加入量,在-5℃下进行冻融实验,结果见表4。 
  由表4可知防冻液数量对乳胶漆分层没影响,其实一年四季都需要加入防冻液。不过综合价格因素,选择为2%左右。 
  2.4 防沉剂对乳胶漆分层的影响 
  防沉剂的使用应兼顾乳胶漆的贮存稳定性与施工性。涂料既是一个多相体系,又是一个粗分体系。在热力学上是不稳定体系,颜料和填料在重力作用下会沉淀。如何延缓其沉淀,或即使产生沉淀,该沉淀也是疏松易重新分散的,这是涂料生产者必须面对的问题,加防沉剂就是解决此问题的方法之一,本组实验将改变通过改变防沉剂的加入量,探究对乳胶漆分层的影响,结果见表5: 
  由表5可知防沉剂日入量少了就会影响乳胶漆的分层,加多了会影响成本,综合价格因素,选择为0.4%至0.5%。 
  3 结论 
  (1)不同的分散剂也会影响乳胶漆的分层,L9508A与L9508C会使其分层明显。(2)增稠剂搭配对乳胶漆的分层不太明显,不匹配的增稠剂也会影响乳胶漆的分层。(3)防冻液数量对乳胶漆分层没有影响。(4)防沉剂加入量添加适当就不会影响乳胶漆的分层的。 
  参考文献: 
  [1]梅燕.水性内墙涂料的制备及其性能研究[D].华南理工大学,2012. 
  [2]张震威.浅谈乳胶漆理论及应用[J].涂料技术与文摘,2006(03). 
  [3]王玫玫.影响乳胶漆贮存稳定性的因素[J].上海涂料,2008(12). 
  作者简介:吴超贤,女,从事QC部门成品检测、负责产品质量把关工作。
浏览次数:  更新时间:2018-02-22 10:13:54
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