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涂料分散劑
在水性涂料的組成部分中,有成膜物質(zhì)、溶劑(水)、顏填料、助劑。其中助劑是占涂料中比重很小的一塊,但它也是很重要的一部分,不能忽視。水性涂料中所用的顏料絕大多數(shù)是以聚集體和凝聚體形式混合存在的。如果這些粒子不能被分散成更小的粒子或者是初級粒子,并形成穩(wěn)定的分散體,就會產(chǎn)生返粗、絮凝、沉淀、浮色發(fā)花、著色力降低等缺陷。水性涂料用助劑-分散劑,主要作用是減少完成分散過程所需要的時間和能量,穩(wěn)定所分散的顏料分散體,改性顏料粒子表面性質(zhì),調(diào)整顏料粒子的運動性。水性涂料使用的分散劑必須水溶,它們被選擇地吸附到粉體與水的界面上。水性工業(yè)涂料與普通的建筑涂料有很大的差別,粘度一般都較低,用涂-4杯測粘度,一般是60-120s,所以水性工業(yè)涂料對分散劑的要求,除了具有很好的降粘性,還需要有很好的防沉性能。
涂料成膜助劑發(fā)展方向
盡管成膜助劑對乳膠漆的成膜有很大作用,但成膜助劑是有機的溶劑,對環(huán)境是有影響的,所以發(fā)展的方向是環(huán)境友好型的有效成膜助劑:(一)是降低氣味。Coasol、DBE-IB、OptifilmEnhancer300、TXIB、TXIB和Texanol的混合物都能降低氣味。盡管TXIB在降低MFFT和早期耐洗刷性稍差,但通過和Texanol的混用,能在這些方面得到改善。液態(tài)石水性涂料造粒(二)是降低揮發(fā)性有機物(VOC)。多數(shù)成膜助劑是涂料VOC的重要組成部分,因此成膜助劑應(yīng)該用得越少越好。選用成膜助劑要優(yōu)先考慮不屬于VOC限制范圍,但揮發(fā)性不得太慢、成膜效率還要高的化合物。在歐洲,VOC是指那些沸點等于或低于250℃的化學(xué)物質(zhì)。沸點超過250℃的那些物質(zhì)不歸入VOC的范疇,所以使成膜助劑向高沸點發(fā)展。如Coasol、LusolvanFBH、DBE-IB、OptifilmEnhancer300。(三)是低毒、安全、可接受的生物降解性。(四)是活性成膜助劑。
成膜助劑的性能要求
為了能夠有效降低很低成膜溫度,要求成膜助劑具有以下性能。
①水不溶性當(dāng)乳液涂料涂覆到多孔底材表面時,其中的部分水分會吸入到底材中。因此,會有部分水溶性成膜助劑不能有助于聚合物在這類底材表面上成膜。這就意味著達到同樣結(jié)果時,水溶性成膜助劑用量應(yīng)比水不溶性成膜助劑大。
②揮發(fā)速率在水分揮發(fā)后,成膜助劑會使樹脂顆粒變軟,但成膜助劑不能殘留在于涂膜中。由于成膜助劑與其能溶解的樹脂具有較好的相容性,然后的微量成膜助劑揮發(fā)得很慢。因此,實際涂膜要經(jīng)歷幾周才能變硬。
③低凝固點乳液涂料冬季室外貯存時,要求凝固點低。有些溶劑,是好的乳液涂料用成膜助劑,但在10℃以上就凝固,可以想象,在冬季使用凝固的液態(tài)成膜助劑會到某些限制。
④水解穩(wěn)定性有些乳液pH值在9左右,如果成膜助劑用在這類乳液中就會發(fā)生水解,降低其使用效果。乙二醇醚酯就是一種會水解的成膜助劑。盡管這些醇醚酯類在降低乳液MFT上效果較顯著,但會水解還原成乙醇醚原始化合物。
成膜助劑與有機揮發(fā)物含量 VOC
有機揮發(fā)物含量 (VOC )是涂料界較為關(guān)心的問題之一。 各國對VOC的定義各不相同,因而,同一涂料按不同國家的法規(guī)判定的VOC會有差別。
例如:沸點在250℃或更高的成膜助劑按美國環(huán)保局(EPA)的法規(guī)可能屬于VOC之列,但是按中國和澳大利亞的法規(guī)顯然不能視為VOC。
助溶劑或成膜助劑在水性樹脂合成時常常用來降低水化前的樹脂黏度,施工時起到改進水性涂料的流變性能以及改善開放時間的作用,成膜過程中能促進高質(zhì)量涂膜的形成,在水性涂料中起著相當(dāng)重要的作用,特別對高玻璃化溫度和很低成膜溫度高的樹脂體系,其用量相當(dāng)大,可占到樹脂固含量的10%-100%,有時甚至更高。絕大多數(shù)常用成膜助劑的沸點在250℃以下,屬于VOC必須考慮之列。