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【涂學(xué)會資訊】水性涂料的分水問題,你了解多少?
![]() 2. 結(jié)果與討論2.1 分散劑種類對“分水”影響研究陰離子型,陽離子型,非離子型,高分子型及高分子型加無機(jī)六偏磷酸鈉(重量比為1:1)五種類型分散劑對“分水”的影響。用量均為0.5%(重量百分?jǐn)?shù),下同),增稠體系以羥丙基甲基纖維素和聚丙烯酸類液體增稠劑配伍,表1 配方中的其它組分及百分比不變。結(jié)果如下: ![]() 從以上可以看出,五種類型的分散劑以高分子型分散劑為優(yōu),尤其是高分子型多羥基硬酯酸聚酯與無機(jī)六偏磷酸鈉配伍更佳。這可能是由于高分子分散劑的錨定基團(tuán)一端與成膜物纏繞吸附,另一端與顏填料粒子包附,使得粒子微團(tuán)之間相互隔離,使得顆粒間空間排斥能增大,粒子表面形成雙分子結(jié)構(gòu)牢,外層極性端與水親和力更強(qiáng),增加了固體粒子被水潤濕的程度,粒子間斥力更大。而六偏磷酸鈉的加入,增加了電荷的數(shù)量,提高形成立體阻礙的顆粒間的作用力,進(jìn)一步防止了微團(tuán)的團(tuán)聚。同時,它的加入降低有機(jī)分散劑的用量,因有機(jī)分散劑過量在高速分散時會帶來更多的泡沫。 ![]()
由表3 可以看出,分散劑用量為母料質(zhì)量的0.5%時,“分水”嚴(yán)重。當(dāng)分散用量增加到1%~2%時,各種分散劑“分水”情況明顯好轉(zhuǎn),但從1%增加到2%時,各種分散劑對“分水”結(jié)果影響不大。說明0.5%用量的分散劑不能很好包覆顏填料粒子,產(chǎn)生的排斥能低,微團(tuán)易團(tuán)聚。2.3 增稠劑對“分水”性能的影響纖維素類增稠劑對水相增稠效率高,在水性涂料中得到廣泛使用。其增稠機(jī)理是疏水主鏈與周圍水分子通過氫鍵結(jié)合,提高了聚合物本身流體體積,減少了顆粒自由活動空間,從而實現(xiàn)增稠。纖維素類增稠劑的使用對涂料施工性能有一定的影響,容易造成飛濺,流平性差等。分子量越大影響越嚴(yán)重。涂料產(chǎn)品要保證一定出廠黏度,一般用液體增稠劑調(diào)節(jié)。廣泛使用的液體增稠劑是丙烯酸類增稠劑和締合型聚氨酯增稠劑。丙烯酸類增稠劑是通過羧酸根離子的同行靜電排斥力,分子鏈內(nèi)螺旋狀伸展為棒狀,另外它還通過在乳膠粒子與顏填料之間形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),實現(xiàn)增稠。締合型增稠劑是分子中引入了親水團(tuán)和疏水基團(tuán),在水中形成膠束,膠束和聚合物粒子締合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使液體增稠。
由表4 可以看出,羥丙基甲基纖維素對擬制“分水”效果最好,羥乙基纖維素隨著分子量的減小,“分水”越來越嚴(yán)重。這可能因為羥丙基纖維素與乳膠和顏填料形成的纏繞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)性能更強(qiáng),不易使網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破裂而發(fā)生微團(tuán)團(tuán)聚。而羥乙基纖維素隨著分子量的增加,疏水性能更好,纏繞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐漸增強(qiáng)的原因使“分水”下降。而羧甲基纖維素由于和水相容性更好,形成的纏繞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較弱,因此更易“分水”。 ![]() ![]() 表5 是在配方中其它成分和用量確定下,專門討論兩種常用液體增稠劑對“分水”性能影響。結(jié)果表明,采用聚丙烯酸類增稠劑效果更好,其原因是聚丙烯酸類增稠劑羧酸根離子在乳膠和顏填料間架橋形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而締合型增稠劑可能與相鄰的乳膠粒子存在相互作用,引起乳膠分層。3. 結(jié)論第一,水性涂料,尤其是乳膠涂料,采用高分子型多羥基硬酯酸聚酯分散劑與無機(jī)六偏磷酸鈉配伍有優(yōu)良的抗“分水”能力,用量為母料的1%左右。
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