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水性涂料基本组成及常用的化工助剂

2018/8/9 阅读数:
一、基本组成
1) 水性树脂: 这是成膜的基料,决定了漆膜的主要功能.
2) 成膜助剂: 在水挥发后,使乳液或分散体微粒形成均匀致密的膜,并改善低温条件下的成膜性。
3) 抑泡剂和消泡剂: 抑制生产过程中漆液中产生的气泡并能使已产生的气泡逸出液面并破泡。
4) 流平剂: 改善漆的施工性能,形成平整的、光洁的涂层。
5) 润湿剂: 提高漆液对底材的润湿性能,改进流平性,增加漆膜对底材的附着力。
6) 分散剂: 促进颜填料在漆液中的分散。
7) 流变助剂: 对漆料提供良好流动性和流平性,减少涂装过程中的弊病
8) 增稠剂: 增加漆液的黏度,提高一次涂装的湿膜厚度,并且对腻子和实色漆有防沉淀和防分层的作用。
9) 防腐剂: 防止漆液在贮存过程中霉变。
10) 香精:使漆液具有愉快的气味
11) 着色剂:主要针对色漆而言,使得水性漆具有所需颜色。着色剂包括颜料和染料两大类,颜料用于实色漆(不显露木纹的涂装),染料用于透明色漆(显露木纹的涂装)。
12) 填料:主要用于腻子和实色漆中,增加固体分并降低成本。
13) pH 调节剂:调整漆液的pH 值,使漆液稳定。
14) 蜡乳液或蜡粉:提高漆膜的抗划伤性和改善其手感。
15) 特殊添加剂:针对水性漆的特殊要求添加的助剂,如防锈剂(铁罐包装防止过早生锈)、增硬剂(提高漆膜硬度)、消光剂 (降低漆膜光泽)、抗划伤剂、增滑剂(改善漆膜手感)、抗粘连剂 (防止涂层叠压粘连)、交联剂(制成双组分漆,提高综合性能)、憎水剂(使涂层具有荷叶效应)、耐磨剂(增加涂层的耐磨性)、紫外线吸收剂(户外用漆抗老化,防止发黄)等。
16) 离子水:配方设计时往往还要添加少量的去离子水以便制漆。

二、常用化工助剂
消泡剂
消泡剂是水性涂料中最难控制消泡不流平达到平衡的助剂之一。漆液在涂装中因搅动会产生气泡。存在于漆液中的气泡如不及时消除,漆膜干后,形成不可接受的瑕疵。漆液在生产过程中、泵送和灌装时也会产生气泡。
消泡是配方设计过程中不可忽略的因素,消泡剂的消泡机理是通过润湿渗透到由体系产生的泡沫薄膜上且不断要在薄膜上扩散,使泡沫薄膜的表面张力不平衡而破泡。
一般来说,消泡剂分为抑泡剂和破泡剂两种,抑泡剂的作用是抑制水性涂料在外力的作用下泡沫产生,而破泡剂主要是在已生成泡沫膜的表面迅速散布,破坏气泡的弹性膜,使之破裂,但常常两种搭配使用效果比较好,否则至少要选择一种有效的消泡剂。多数消泡剂,特别是机硅消泡剂,在用量过大时会使湿漆膜产生缩孔,因而消泡剂的用量以能基本消除气泡为原则,不可过度追求消泡效果,以免出现缩孔等副作用。对于水性木器漆,矿物油类消泡剂比有机硅消泡剂的宽容性大,添加稍多不容易出现严重的缩孔,可以优先考虑选用。
目前市场上已有很多消泡剂,其选择要非常谨慎,可以从几个方面加以注意:
受控相容性,即是要达到消泡和表面效果的平衡,既要消泡,又要防止缩孔、流平性差等缺陷。
根据施工条件和方法进行消泡,例如刷涂、喷涂以及辊涂面临不同的起泡程度,也意味着不同的消泡剂选择。
抑泡和破泡的平衡,可根据不同加工和施工方式,合理搭配。
长效消泡性能。许多消泡剂在漆液贮存过程中会逐渐减弱其消泡性能,在设计配方时应使漆中的消泡剂含量偏高一些。
消泡剂的用量占整个配方的0.05%~0.5%,最好在0.1%左右,如果所用的消泡剂添加量超过0.5%才有好的消泡效果的话,应考虑更换消泡剂。不同的树脂体系对消泡剂的敏感程度不同。 水性消泡剂选定的类型和用量必须根据不同的体系,通过实验来确定。
2.流平剂
润湿流平剂能有效地降低体系的表面张力,显著改善水性木器漆的施工效果。加入润湿流平剂后漆对底材的润湿性能和渗透性增加,漆液的流平性得到改善,有时还能克服缩边 (镜框效应) 问题。更重要的是流平剂能解决常见的缩孔问题,特别是过度使用消泡剂后引起的缩孔。过量的流平剂会抵消消泡剂的消泡作用,使得漆液在施工时产生气泡,有的还有明显的稳泡作用,所以应尽量选用流平性好、起泡性低、稳泡性小的润湿流平剂。流平剂不消泡剂的配合,包括品种的选择和用量的控制,是水性木器漆配方研究的重点.
理想的润湿剂应当包含以下几个方面:
有效降低体系的表面张力能力,改善其对基材的润湿性和渗透性。
尽可能低起泡性、稳泡。
尽可能低的水敏感性。
不影响层间附着力。
良好的表面张力平衡,既能提高基材润湿,又不因过度降低表面张力而影响流平或产生缺陷。
流平剂一般用量在0.1%~1.0%,最好控制在0.3%左右,当消泡剂超量时,为了克服缩孔,流平剂的用量甚至会超过1%。腻子配方中可不用流平剂。

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