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谈谈乳胶漆沉降分层的原因及防止

      乳胶漆在储存过程中经常会出现沉降分层缺陷 , 从而影响涂料的开罐效果、流平性、遮盖率、涂层光泽、附着力和耐水耐碱性。造成乳胶漆分层的原因很多,以下就常见的因素加以讨论。

      乳胶漆沉降分层的原因。乳胶漆出现沉降分层是因为乳胶漆中的颜填料颗粒受到重力作用而下降,颗粒间的范德华力促使颗粒产生凝聚,使其颗粒增大,重力作用显著,沉降加剧。配方中颜填料的沉降速度与研磨细度成倍数关系,与颜料密度成正比,随体系黏度增加而下降。虽然可以通过调整颜填料的密度与液体的介质密度之差,增大液相的黏度来降低沉降速度,但实际沉淀体系较为复杂,颜料与颜料、乳液、润湿分散剂、增稠剂等相互影响,尤其是体系絮凝使沉降速度大幅度增加。

      造成体系絮凝的常见因素有:原材料的不相容性,如分散剂与乳液、增稠剂的不匹配;羟乙基纤维素与缔合型增稠剂的不匹配,缔合增稠剂的添加量过多或过少,尤其是乳胶漆中的乳液是热力学不稳定体系,易受到多种外界因素的影响而絮凝和聚结。

       乳胶漆沉降分层的控制。

       1、工艺过程的控制。成膜助剂是帮助乳液成膜的物质,一般是油性的,只有少量溶于水,大量存在于乳胶颗粒中。成膜助剂过量使用,则使乳胶粒子破乳。因此,需要添加一定量的表面活性剂,在液相中形成胶束以容纳成膜助剂。同时表面活性剂会占据聚合物表面没有被乳化剂包围的空隙,使成膜助剂不能大量顺利地进入乳胶中,避免乳胶破乳,阻止凝胶的产生。

       

       2、增稠剂的选择。采用羟乙基纤维素(HEC)增稠剂时,有时会发生上层分水现象,这是因为纤维素分子吸附弱,极容易被漆中的润湿剂、乳液中的表面活性剂等所置换,游离于水相中。应根据体系选择羟乙基纤维素分子量和添加量,增稠剂线团的流体动力学直径应该不超过包围分散相的连续相的平均层厚度,分子量过大会使黏合剂和颜料颗粒发生絮凝;增稠剂的添加量应低于临界浓度C*(按马克·毫文方程C*=2.5/「η」)以避免过度重叠或缠结;采用HEC的分子量较高、添加量过多并同时使用疏水性强的缔合增稠剂,极易造成乳胶漆的快速絮凝分水。


       3、防沉体质填料的选择。高岭土质软,具有优异的悬浮性,易分散在水中。大多数高岭土都是六角形片状结构,有的含有无定型片状粉末,润湿时有黏塑性,含油量,防止颜料沉淀,还可使乳胶漆的遮盖力、黏度的稳定性得到改善。


        4、润湿分散剂的选择。分散剂的主要作用是使颜填料的表面湿润,借助机械剪切作用将颜填料从二次结构研磨成初级结构(一次结构),并使分散稳定化。其作用机理是离子型分散剂被吸附于颜填料表面形成双电层,借同性电荷的相斥使分散体系稳定化。离子型和非离子型分散剂也会在颜填料表面形成亲水性吸附层,因位阻效应使分散体系稳定化。

       无机润湿分散剂有聚磷酸盐类,如六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、四偏磷酸钠等,它们价格低廉,分散效果较好,但对乳液的稳定性有一定影响;有机类润湿分散剂有阴离子型、阳离子型和非离子型表面活性剂,其特点是分散效果好,但产生泡沫多;另外一类是高分子树脂类分散剂,如聚丙烯酸盐类,其特点是价格适中、用量较少、分散效果好、泡沫少等。


        5、触变剂的选择。在没有受到外力或外力较小时,颜填料颗粒在乳胶漆中保持疏松的网状结构,这样的结构经轻微搅动即破坏。破坏经静止后又能恢复到原来的高黏度凝胶状态,使得颜填料颗粒保持悬浮,这种触变性的乳胶漆,从储存经施工到成膜,经历了一个溶胶、凝胶、溶胶的变化历程,从而避免了乳胶漆储存中的沉降现象。


        6、颜料体积浓度(PVC)的设计。PVC对乳胶漆的沉降有较大的影响,在总固体体积含量不错的条件下,PVC增大,乳胶漆的流平性、防沉降性明显变差;PVC降低,流平性、防沉降性明显提高,其生产成本也会相应上升。综合各方面因素,选择PVC为42%-50%比较合适。

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