外墙乳胶漆技术及进一步提高产品质量的途径<薛氏精细化工有限公司>

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2010-07-04 09:54:25 阅读5 评论0 字号:

外墙乳胶漆的质量主要解决于三个因素:1、原材料的质量。2、配方的优劣3、生产工艺的可靠性能,但如何怎样制定配方,以如何确定生产工艺就不是一个简单的问题。现就以上三个问题分别进行简要说明。
  一、 原材料的质量:
  外墙乳胶漆所用原材料甚广,主要包括乳液,颜料、填料、分散剂、润湿剂、成膜助剂、冻融稳定剂、增调剂、流变剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、等。
  首先说乳液,外墙乳胶漆用乳液主要有纯丙乳液、苯丙乳液和硅丙乳液。目前使用最多的当数前两种。可以根据需要决定。在选用某一类型乳液中的某种乳液时,可以从说明书中的玻璃化温度,游离单体含量,钙离子稳定性,机械稳定性,适用性进行评价和选择。当选定之后,进行制漆稳定性(这是一个十分重要的指标)和各项涂料性能指标的测试,如满足要求方可采用,另外,要注意批次之间的质量一致。
  颜料:外墙漆用钛白只限于金红石型一种。在选用时,要看它的着色力、白度、表面处理情况和适用范围等。一般情况,都要通过试验,金红石钛白粉非专用品种可能会影响高光漆漆膜光泽及丰满度。哑光外墙漆用钛白粉就比较容易选取,进口和国产均可。
  填料:涂料可用的填料品种很多,主要有轻钙、重钙、滑石粉、超细硅酸铝---也就是钛白粉的{zj0}代表品。河北廊房等地有产。这里要说的是只有吸油量小于40的轻钙,才可在乳胶漆中使用。
  4分散剂:乳胶漆用分散剂多为阴离子型,好的分散剂不仅要高效和长效、热稳定性好,起码在85度流活性不变,使用量约占配方总量的0.5%.
润湿剂:在外墙乳胶漆中,润湿剂是不可缺少的,因为它有仅可帮助分散剂提高分散效率,增加乳胶漆的贮存稳定性的性能,还有助于改善乳胶漆对墙体的附着力,预防漆膜开裂和脱落,使用量约占配方总量的0.1%,纯度应大于99.9%。
  成膜助剂:它主要存在于乳胶漆内乳液的胶粒中,使胶粒变形和降低成膜温度。成膜助剂的选用应从三个方面来考虑:1、对树脂的溶解力:成膜助剂对树脂有好的溶解力,才能使软化粒度变形,并有利于成膜。2、沸点:成膜助剂的沸点太低则成膜性差,沸点太高干燥时间过长,因而,适当的沸点对一个成膜助剂相当重要。3、水解稳定性:这也是一个相当重要的指标,若成膜助剂在碱性环境中易水解,则分子结构会产生变化,从而降低或失去成膜作用。使用时必须用水稀释后才可在搅拌下慢慢加入涂料中,否则易引起破乳。
  防腐剂、防霉剂:前者的作用是缸内防腐,后者的作用是漆膜防霉防藻,也有广谱、双效的作用。在选用这两种产品时,首先要求xx。另外,在广泛的PH值下有效,在较高温度下应不丧失其活性。
   二、外墙乳胶漆的配方设计
  在进行配方设计之前,你首先应确定你所要设计产品的品质或材料成本,然后才能进行原材料选择和配方设计。我们举两个例子,一个是高光外墙乳胶漆,第二个是中、xx哑光外墙漆。
  高光外墙乳胶漆:既然是高光外墙乳胶漆,所用原料都必须满足所生成涂料能形成光泽高而丰满的漆膜。同时又适用于外墙使用。一般讲纯丙乳液和苯丙乳液都适用于外墙,但要能形成高光而丰满的漆膜就不是所有乳液都能达到。这就要求所用乳液的粒径要相当地小,{zh0}能达到溶胶状态。即纳米或亚纳米级。同时要有适当高的玻璃化温度和较窄的量分布,以改善漆膜的耐污染性。钛白粉的选用也十分重要,必须选用高光漆专用钛白粉。这些钛白粉都经过很好的表面处理,粒径小,极易分散。一般高光漆的PVC在16-20%之间。
  xx哑光外墙乳胶漆:这类外墙漆的PVC介于25-40之间颜填料总含量在38-40%WT之间,其中钛白含量在15-20%之间。为降低成本,可用超细硅酸铝代替部分钛白粉这不仅可以提高漆膜的白度和耐擦洗性,还可以防止涂料分水,改善涂料的贮存稳定性。进口和国产产品具同样效果。
  哑光外墙乳胶漆配方中的润湿剂、分散剂、消泡剂、防霉剂的用量与高光乳胶漆相同。成膜助剂用量为乳液固体含量的8-12%。增稠剂可用HEC,也可用乳液增稠,流变剂可用聚氨酯类产品,其用量可通过试验确定。
  高效分散剂和润湿剂并用,它们除具有{jj0}的分散性和润湿性外,还必须与其他的助剂有很好的协同作用。这样就不会给漆膜的光泽和丰满度带来不利影响。好的润湿分散体系可以很容易地将颜料分散到极小的颗粒,这有利于变形后的胶粒对它的润湿和包裹,从而形成更致密光滑光高而丰满的漆膜。润湿剂和分散剂的用量如上所述。
  成膜助剂用量为乳液固体含量的8-12%为了得到较高的光泽,往往使用稍多的成膜助剂,这些成膜助剂除进入乳胶粒外,剩余的存在于涂料体系中,往往会影响体系的稳定性。这时,涂料中余量的润湿剂和分散剂即可把这部分成膜助剂乳化成胶冻,使整个体系变得稳定。
  增稠剂和流变剂的选用也极为重要,它们可提高涂料的粘度和流平性。可采用缔合型乳液增稠剂,乳液增稠剂和流变剂配合使用都能得到很好的效果。采用哪些好,及其用量因配方体系而定,必须通过试验来确定。
  消泡剂对乳胶漆质量也有影响,要慎加选择。在选用消泡剂时,除考虑其对光泽的影响和消泡效果外,还应考虑它是否可在涂料中长期保持活性。高光漆中消泡剂的用量一般为0.25-0.3 。
  丙二醇在涂料中的主要作用除改善冻融稳定性外,还具有在施工中保持湿边的作用, 有利于施工时接边平滑。
  三、乳胶漆的生产工艺:
  高光乳胶漆的生产工艺是涂料中最简单的。首先按配方将打浆用水,丙二醇、分散剂,润湿剂、活化剂和消泡剂等依次加入分散缸,在搅拌混合均匀后,中速搅拌下加入钛白粉,于中、高速分散10-200分钟停机,检查细度小于或等于10时,中速下加乳液并混匀然后加入以水稀释的增稠剂,分散3-5分钟后加氨水,并高速搅拌5分钟,减速后加流变剂、成膜助剂,然后加消泡剂(用水稀释)、xx剂和待用水调正PH值和粘度后,即可过滤包装为成品。是否到此试验就结束了呢?还不够,因为一个好的产品,不仅要性能好,还得有一个好的贮存稳定性,一般要求存放两年各项指标不应有变化。
  哑光漆的工艺与高光乳胶漆基本相同,不同之外在于颜料分散部分。哑光乳胶漆中含有填料。细度要求35,若不用超细填料,就需要使用砂磨来进行研磨。另外,在填料中使用的碳酸钙,吸油量必须<40%,否则会引起涂料聚结成块.
  与高光漆一样,哑光漆在拟定配方,亦需进行加速稳定性贮存试验(4个周期),以检测配方稳定性,从而找出{zj0}配方.
  怎样进一步提高产品质量(实质上是一个改善成膜质量的过程)。
  目前,外墙乳胶漆存在的质量主要表现在两个方面:耐污染性、耐候性,尤其是色漆的耐候性,色漆的耐候性另设专题说明。
  外墙漆的耐候性(色漆除外)和抗污染性问题,实质上是乳胶漆的成膜质量问题。随着外墙漆成膜质量的提高,其漆膜的耐候性和抗污染性必随之提高。
  如果在各种原材料和助剂都能满足质量要求的情况下,我们选用玻璃化温度适当高,分子量分布较窄的乳液为成膜物质,设计一个PVC适当并能形成平滑致密漆膜的外墙漆配方,再配用疏水性好的助剂,以降低漆膜回粘性。我们就可能生产出耐候性较好,抗污染性能优良的外墙乳胶漆。
此外,紫外线吸收剂的使用,也是提高外墙漆耐候性的有效途径之一。
  高性能低污染发展方向
  (1) 硅丙乳胶漆漆膜有较高的硬度,微观结构致密,以及良好的抗静电性能,可赋予其漆膜良好的抗污染性。
  (2) 向高固体高遮盖力、高性能品种发展,降低生产成本(水、电、运输)降低污染、减少施工费用。
  (3) 利用乳液中的羧基团可与高价金属离子成盐这一常温交联技术,或紫外线交联固化技术,可以大大提高外墙漆漆膜质量,并使之在耐候性和抗回粘性方面都取得明显改善。

外墙乳胶漆的保色性,是涂料界和建筑工程界长期xx的问题。这不仅与色浆中颜料的耐光﹑耐候性有关,而且与色浆的选用以及基础漆的配方有关。如何选用外墙色浆,怎样设计好外墙色漆配方.并确保外墙乳胶色漆的保色性,是一个十分重要的问题。
一、正确认识外墙色浆:
  1、外观:好的色浆不应有分层和沉淀发生。经搅拌后,状态均一、细腻、并具流动性。
  度:指色浆中颜料粒径的大小。可用刮板细度计测试。 颜料粒径小的色浆,具有较好的着色强度。
  相:颜料在自然光下所显示的色光,色浆中所用颜料的颜色越鲜艳纯正,质量越好。
  着色力: 将含钛白粉100克的白乳胶漆, 调至1/25标准颜色深度时,所用某种色浆的量。色浆用量越少,代表着色力越强。在进行不同品牌色浆的着色力对比时,则可选一标准白漆,并在两个容器中各称取相同数量。然后,在两个容器中,分别称取相同重量不同品牌的色浆。搅拌均匀后,在标准遮盖力纸上,用涂布器一同涂布制膜,漆膜干后,进行平行比较,颜色深者为佳。同时,可用指擦法鉴别两者展色性优劣。
  分散性:此处分散性系指色浆在涂料中混溶的难易,以及混溶稳定性。即是把一定量的色浆加入乳胶漆中,经适度搅拌后,观察其混溶情况。如混合均匀,说明其混溶性好。接着可以进行储存试验,如无浮色、分离、返粗等现象发生,说明该色浆在这种乳胶漆中的混溶稳定性好。
耐光、耐候性:对有机颜料来讲,光、热、化学作用等,
  均有可能破坏其发色基团,从而导致有机颜料褪色。一般讲,在颜料分子中,发色基团越稳定,越不易褪色。耐光性分1-8级,8级代表{zg}。耐候性分1-5 级,5级{zh0},代表无变化。在选用你所需要的色浆时,可从生产厂家提供的技术资料中选取符合你所需要的产品。
  耐化学性: 颜料的耐化学性系指其耐酸性和耐碱性。分1-5级,5级{zj0}。外墙色浆中颜料的耐化学性不应低于4-5级。
  浮色的初步判断: 浮色现象是乳胶漆中最令人xx的事,为将这一问题xx于产品之前,可以使用一种在大多数情况下行之有效的方法,“指擦法”。在容器中取待试白漆100克,加入2-3克待试色浆。充分搅匀后,用涂布器涂于纸上。几秒种后,用食指在未干的漆膜上轻轻研擦。待漆膜干透后,观察用手指研擦过和未经研擦过地方的颜色有无差别,如差别较大,即以此色浆调出的涂料易产生浮色现象。如颜色相同,一般不会产生浮色现象。
  色浆质量的稳定性: 这是一项非常重要的指标,色浆不同批次间的质量,如色相、着色力、分散性、耐光性、耐候性、耐化学性等越接近越好。
  颜料浆的着色力,也是选用外墙色浆的重要指标之一。正确选用色浆可确保生产出xxxx的乳胶漆产品。因此,同样性能的不同品牌色浆,在价格相当的情况下,选用着色力强、展色性好的产品,不失为提高产品质量、降低外墙乳胶色漆成本的一条有效途径。
  颜料的耐碱性和耐酸性是一个常被忽略的问题。对于外墙色浆也是一个十分重要的问题之一。由于涂料施工者的疏忽,或急于赶工期,在墙体尚未干透,碱性尚未降下之时,就匆忙将涂料施工,如果色浆中颜料耐碱性差,往往会因墙体碱性高,造成漆膜的局部变色、发花。
  据报道,由于大气污染, 我国某些地区的酸雨PH值已达5.5左右。因此,在设计外墙乳胶漆配方时,应当慎重选择调色浆,充分考虑其耐酸性,以确保外墙乳胶漆的保色性。外墙色浆中颜料的耐酸、耐碱性不应低于5。何提高浅色外墙乳胶漆的保色性着色颜料的保色性大都随着其冲淡比例的增大而下降,有机颜料更为明显。因而,解决浅色外墙乳胶漆的保色性难度较大。尤其对绝大部分红﹑黄色相的乳胶漆更是如此。因这些颜料的耐光﹑耐候等级较低,经冲淡后,其保色性便大幅度下降。所以在调配红﹑黄色相浅色外墙乳胶漆时,必须慎重选用色浆。
  在选择外墙色浆时,可参照外墙色浆性能评价,其中耐光、耐候性两项指标尤为重要。 绝大部分有机颜料的耐光性、耐候性,都会随着其冲淡比例的加大而下降。特别是有些红、黄色有机颜料,原色耐光性7-8级,耐候性4级。而以ST1/25冲淡后,其耐光性仅为4-5级,耐候性3级。因而,红、黄两种有机颜料,可供外墙漆选用的并不太多。虽然近年来随着汽车、摩托车用高挡耐候颜料的引入,外墙乳胶漆的耐光、耐候性有了很大改善,但仍存在一些问题,尤其是浅色外墙乳胶漆的户外耐久性一直得不到很好解决。目前,世界上各大色浆供应商提供的红﹑黄颜料浆中,可供选择的品种甚少。为此,我公司汇集了国际xx颜料厂家{dj0}颜料品种,精心设计、开发了几种红、黄色相的高挡颜料浆品种,较好地解决了这一长期存在的难题,将外墙乳胶色漆的户外耐久性大大提高了一步。所以,可供浅色漆选用的品种相对多些。但在红色有机颜料浆中也仅有THB-758、THB-768大红﹑THB-722大红﹑THB-788大红。以及THB-716紫红和THB-713洋红等。而在黄色有机颜料浆中,只有THB-537亮黄﹑THB-539中黄两种,及THB-543橙色。无机颜料浆中有THB-538嫩黄。其中尤以THB-716紫红和THB-539中黄性能最为突出,经冲淡后﹑其颜色更鲜艳,保色性更佳。此外,上述其他红﹑黄相色浆,均为深﹑浅色通用优良品种。
  酞菁蓝﹑酞菁绿﹑氧化铁系列以及碳黑浆,均具优异的耐光﹑耐候性,对各种不同颜色深度的乳胶漆,均有很好的保色性。
  在这里必须强调的是,色浆必须同具有好的成膜性的乳胶漆相配合,才能充分发挥其性能。如果乳胶漆中选用的分散剂﹑润湿剂用量不足或性能较差,则可能会导致浮色现象。甚至会影响到涂料的稳定性﹑保色性和涂层的耐久性。
  何提高中至深色乳胶漆的保色性
  一般都认为,中至深色外墙乳胶漆的保色性比浅色漆好解决,因其颜料冲淡比例不象在浅色漆中那样大,耐光﹑耐候性受到的影响较小。但情况并非xx如此。因为,若采用浅色漆的调色方法,会有两大敝病:1.成本太高。由于基础漆中含有大量钛白粉,具有很强的冲淡作用,要调得需要的颜色,就要耗用大量色浆,势必使成本大幅度提高。2.大量色浆的加入,漆的PVC明显提高,随着色浆中大量表面活性剂的进入,导致漆膜性能明显下降,甚至不能满足使用要求。此外调色浆配合不当,也会影响漆的保色性。因此,对于中至深色乳胶漆,绝不能用高钛白含量的漆基调配。而应以相应的基础漆调制,以确保生产出性能好而又成本经济的产品。
亚光中等颜色深度外墙乳胶漆配方设计:
  色漆的颜色由浅到深需要不同的基漆,这是必会给我们带来很多麻烦。有些厂家还会储存很多不同酞白含量基漆以备调配不同颜色的色漆时使用,继而造成资金的滞留。
  最简捷的方法是,首先设计一个钛白粉含量25%,乳液含量40%的优质乳胶漆A和一个填料含量40%,乳液含量45%的低遮盖力乳胶漆B。一般讲,中等颜色深度乳胶漆中,钛白粉含量约占总配方量的10%左右。据此,按所调颜色设定二种漆基的比例X/100-X,X代表乳胶漆A的重量份,并且A+B=100。在调得所要颜色后,根据加入色浆的量,算出色漆的PVC,约在30%左右。如果遮盖力﹑颜色符合要求,一般只需调整一下粘度即可。否则,便要重新设定X值,进行调配。若遮盖力过大,则要减少A漆用量,随之调色浆用量亦相应减少,并可适度降低成本。反之,则要增大A漆用量﹑重新调配,以提高漆的遮盖力,直至达到满意的结果为止。两种漆基中乳液的用量,可根据需要进行调整,便可生产出不同品质的产品。
  在制定中等颜色深度乳胶漆配方时,若对其保色性要求高,且对成本限制不大,则可选用高性能的色浆。若对保色性要求不十分高,并要求成本经济,则可选用耐光﹑耐候性中等的有机颜料色浆。这时,因冲淡比例不大,耐光﹑耐候性不会有太大变化。{zh0}能选用价格较便宜的高性能有机颜料色浆,廉价而性能优异的氧化铁系列色浆更为理想。但须注意,调色用不同色浆的性能应尽量接近,以防止性能较差的色浆较早褪色,而引起漆膜整体变色。例如THB547与THB629搭配就会因THB547的性能不及THB629之性能而先行褪色从而导致漆膜的整体变色。正确的方法应是THB629与THB537搭配使用。这一点,在一切外墙色漆中都应引起重视。
  中等耐候性色浆品种有THB-547亮黄﹑THB-549中黄﹑THB-718大红等,而价格便宜的高性能有机颜料色浆品种有THB-381酞菁蓝﹑THB-421酞菁绿等,氧化铁系列价位更低。这些品种,均可应用于中至深色经济型外墙乳胶漆中。
  亚光深色乳胶漆配方设计:
  在设计亚光深色乳胶漆配方时,仍用上述A﹑B两种漆相配合作为调色漆基。只是B漆的用量较大,A﹑B两种漆的比例由漆的颜色和色深而定。按上述方法,根据估计先设定A漆的用量X,则B漆用量为100-X,一般B的用量要大的多。调色后,测遮盖力,并计算PVC(30%左右)。如遮盖力不够,则要增加A漆的用量,再行调整。如漆膜较样品鲜艳。一般是因钛白粉量较大,则要适当减少A漆用量。若漆膜发暗,多数因填料量偏高,则要减少B漆用量,增加A漆用量。经反复调整,直至颜色,色相﹑遮盖力﹑粘度以及漆的PVC等均达指标

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