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乳胶漆调色流变性研究,对影响乳胶漆调色后黏度的几个因素进行了分析讨论,并进行了实验验证,最后提出了改善乳胶漆调色后黏度的建议,中国建材网,cnprofit.com
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乳胶漆调色流变性研究,对影响乳胶漆调色后黏度的几个因素进行了分析讨论,并进行了实验验证,最后提出了改善乳胶漆调色后黏度的建议
2019年07月19日    阅读量:1212    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

 随着科学技术的进步和社会经济的发展,建筑涂料的发展水平已成为衡量一个国家国民经济发展程度的重要标志之一。建筑涂料中的乳胶漆由于色彩丰富,施工简便,维护更新容易,自重轻,无毒无味,质量能满足保护和装饰要求,正在逐渐成为建筑物装饰材料的主导。


乳胶漆调色后经常出现黏度发生大幅度上升或下降的现象,它会使成品彩色乳胶漆不能满足使用时对流变性的要求,其中以黏度大幅度下降为最常见的现象,所以研究影响乳胶漆调色后黏度变化的因素,有助于解决这一问题,从而满足彩色乳胶漆施工对流变性的要求中国建材网cnprofit.com


1 实验部分

1. 1 实验原料及仪器

原料:乳液,钛白粉及填料,助剂。

仪器: SFJ高速实验分散机,上海现代环境工程技术有限公司; NDJ - 1型旋转式黏度计,上海安德仪器设备有限公司; QNZ型斯托默黏度计,天津市伟达实验机厂; PL2002电子精密天平,梅特勒- 托利多仪器(上海)有限公司。


1. 2 乳胶漆制备

按照实验方案,首先研究同一增稠体系下调色对不同PVC乳胶漆黏度的影响,然后考察不同增稠体系对同一PVC乳胶漆的影响,配制出不同配方的乳胶漆进行测试。

表1 不同PVC对同一增稠体系乳胶漆影响的实验配方


乳胶漆调色流变性研究,对影响乳胶漆调色后黏度的几个因素进行了分析讨论,并进行了实验验证,最后提出了改善乳胶漆调色后黏度的建议 中国建材网,cnprofit.com

1. 3 实验配方及结果

1. 3. 1 不同PVC对同一增稠体系乳胶漆的影响

不同PVC对同一增稠体系乳胶漆的影响情况见表1。


1. 3. 2 不同增稠体系对同一PVC乳胶漆的影响

不同增稠体系对同一PVC乳胶漆的影响情况见表2。

表2 不同增稠体系对同一PVC乳胶漆影响的实验配方


2 结果讨论

流变学是关于材料流动和变形的科学,黏度、触变性和屈服值是流变学的三个重要参数,对乳胶漆有着很重要的意义,影响着乳胶漆的沉降性、施工性、流动性和流平性[ 1 ] 。乳胶漆一般需要控制三个黏度:低剪黏度(贮存稳定性) 、中剪黏度(流平及抗流挂性) 、高剪黏度( ICI黏度,控制飞溅及提高丰满度) 。


ICI黏度计只能测出一个很窄的范围, Stomer黏度计所测出的中剪黏度范围稍宽,但Brookfield黏度计则给出了一个较宽的范围,即从6转黏度中可以看出贮存黏度,而60转黏度涉及到Stomer黏度计所测出的中剪黏度范围。这两个黏度的比值为触变指数。触变指数越高,乳胶漆的抗流挂性能越好,触变指数越低乳胶漆的流平性能越好。


触变指数(TI) = 6 r /min黏度/60 r /min黏度从表1 可以看出,在同一增稠体系下,较低的PVC调色后黏度值下降较大,较高的PVC调色后黏度值下降却较小。这是由于低PVC乳胶漆成膜物质较少,所以增稠时所用的增稠剂用量就相对较高,色浆加入后,色浆含有的有机助溶剂和表面活性剂会对缔合型增稠剂产生破坏作用,从而使黏度降低,较低PVC由于含有相对较多的增稠剂,从而比低含量的高PVC乳胶漆黏度下降的小。


从表2可以看出,在同一PVC乳胶漆当中,不同的增稠体系对调色后流变性的变化影响巨大。当乳胶漆中含有较多的对水相增稠的增稠剂时,其调色后黏度下降较小,而使用缔合型或聚氨酯类增稠剂的乳胶漆则黏度下降较大,所以多使用水合型增稠剂,对抑制调色后黏度下降过多有帮助。


除了PVC和增稠体系外,影响乳胶漆调色后黏度变化的另一主要因素是色浆。色浆的固含量通常为30% ~60% , 其中有机色浆固含量为30% ~60% ,无机色浆为60% ~65% ,炭黑色浆的固含量是最低的,一般为30%左右。


色浆的组成中不仅含有水,还有大量的润湿分散剂和助溶剂。调色过程中由于加入色浆的同时也加入了水和溶剂,水和溶剂对乳胶漆进行稀释使乳胶漆黏度下降,属于正常现象。在这里是指乳胶漆黏度下降超出预计的范围,调色后使乳胶漆的黏度大幅度下降。


尤其是炭黑色浆使乳胶漆黏度下降更大,当用炭黑色浆调色时,黏度下降通常在50%以上。这是由于色浆中含有较多的二醇类溶剂和表面活性剂,尤其是炭黑色浆,由于比表面积大,分散过程中使用的润湿分散剂量较其他颜料高。


当调色基础漆乳胶漆配方中全部是缔合型增稠剂或以缔合型增稠剂为主时,使用有机助溶剂和表面活性剂含量高的色浆调色,乳胶漆黏度下降比较严重。这种乳胶漆体系调色,不仅色浆中的水分和溶剂对乳胶漆进行稀释使黏度下降,同时色浆中的溶剂和表面活性剂(润湿分散剂)要干扰缔合型增稠剂的缔合作用,乳胶漆黏度结构被破坏,黏度大幅度降低。


如何预防与解决:对调色基础漆的增稠体系重新搭配,适当搭配使用水合型增稠剂,并适当提高调色基础漆的原始黏度,预留一定黏度数值范围;或选用无溶剂色浆,其对调色黏度降低比较少,但要注意黏度的上升。对于黏度已经过度降低的成品彩色乳胶漆,可以适当补加增稠剂搅拌均匀。


另外,调色过程中也存在乳胶漆黏度大幅度升高的现象。在调色基础漆与色浆进行调色过程中,乳胶漆调色后黏度下降一定数值,甚至下降很大幅度的情况比较常见。但有些色浆则相反,会是黏度升高,随着色浆用量增加,乳胶漆黏度不断升高,而且不能用水来稀释,加水越多,越搅拌,黏度上升越快,直至胶化。


色浆的溶剂组成与调色基础漆差距比较大,或者色浆不含溶剂,或所含溶剂种类不恰当。随着色浆的加入,破坏了原调色基础乳胶漆的水- 有机溶剂的平衡,乳胶漆中使用的缔合型增稠剂,在原调色基础漆中有机溶剂与水混合溶剂能溶解增稠剂,其分子链呈展开状态。


调色兑入色浆使乳胶漆中有机溶剂减少,水增多。有机溶剂水混合溶剂不能溶解增稠剂,此时的水- 有机溶剂的混合溶剂对增稠剂的溶解力下降,缔合型增稠剂变得不溶于水,甚至析出,对水产生排斥,使乳胶漆黏度上升。同时由于溶剂对缔合的干扰减少,增稠剂缔合颗粒的能力极大加强,增稠剂携带着吸附粒子从乳胶漆介质水中被抽出,并对水产生极大的排斥作用,使乳胶漆黏度进一步上升。


因此,如果色浆中溶剂含量少,调色乳胶漆乳液疏水、溶剂量有限,在调色过程中两者混合后,当彩色乳胶漆中的水超过一定极限值后,水性乳胶漆变得用水无法稀释。解决方法是适当添加乙二醇做稀释溶剂,则黏度会很快下降[ 1 - 2 ] 。


3 结论

在选定调色体系后,乳胶漆调色后黏度大幅度变化的主要影响因素是增稠体系,以选用对水相增稠效果明显的增稠剂对解决这一问题有利,在同一增稠体系下,较高PVC的乳胶漆调色后黏度变化则较小。


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