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表4 分散剂种类对涂层性能的影响
 

由表4可以看出，5种分散剂中，分散剂D能有效改善涂料体系的流变性能，涂料贮存稳定性良好，热贮存后体系的黏度变化不大，且涂膜的耐盐水性较好，喷涂干燥后漆膜外观良好，无针孔等不良现象。分散剂A、B、C对贮存稳定性有较大的副作用，且涂膜耐盐水性不佳；分散剂E耐水性也较好，但体系的分散性较差，且成本较高。因此，本实验选用分散剂D。

3.2.2分散剂用量对涂料体系黏度的影响

在涂料体系中，颜填料的均匀分散对涂料性能起着至关重要的作用。要使颜填料稳定地存在于体系中，最常用的方法是加入高分子分散剂。因为它能增加颜填料和助剂、基料间的亲和性，加速助剂渗入到颜填料聚集体的空隙中，有助于颜填料团粒的打开，更紧密的将颜填料、助剂和基料连接起来[2]。对水性集装箱外面漆来说，稳定的体系黏度尤为重要，因为集装箱涂料是流水性作业，若体系黏度变化较大，必然对施工参数有影响，从而影响施工效果。因此，确立分散剂的最佳用量很关键。
 

 

本实验中，保持其他组分不变，改变分散剂D的用量，对比涂料体系黏度的变化，结果如图1所示。

由图1可以看出，分散剂D的加入使得涂料体系黏度显著降低，当分散剂D用量约为0.6%时，涂料体系的黏度最低，此时粉体粒子被完全润湿。继续增加分散剂D的用量，涂料黏度反而有所升高。这是由于当分散剂过多时，分散剂在颜填料粒子表面达到饱和吸附，过多的分散剂导致离子强度过高，压缩双电层，减少了颗粒间的静电斥力，同时过量的分散剂分子链之间容易发生桥连作用或空缺絮凝，反而使分散效果变差，体系稳定性下降。因此，分散剂D的最佳用量为0.6%。

3.3防锈颜料对涂层防腐蚀性能的影响

集装箱外面漆根据箱东的要求有多种固定的颜色，但除了必须的有色颜料外，体系还要加入一定量的防锈颜料，以达到更好的防锈效果。研究了3种不含重金属的环保防锈颜料在相同用量下对涂层防腐性能的影响，结果见表5。
 

 

从表5中可以看出，3种颜料对涂层的耐水和耐盐水均没有多大影响，但是在耐盐雾方面，颜料B显示了独特的优势。颜料B是一种白色无毒的防锈颜料，具有优异的防腐效果，属于新一代无公害防锈颜料。

颜料B与三价铁离子有很强的缩合能力，它与铁阳极反应，可形成以磷酸铁为主体的牢固的保护膜，该膜致密、不溶于水、硬度高、附着力优异，具有卓越的防锈性能。它还具有很好的活性，能与很多金属离子作用生成配合物。因此，实验选用颜料B作体系的防锈颜料。

3.4颜填料体积浓度(PVC)对涂层综合性能的影响

颜填料和成膜物质比例的确定对涂层性能而言至关重要。通过使用颜填料及临界颜填料体积浓度概念拟订配方会更准确、简便，从而大大减少实验量。

颜填料体积浓度(PVC)[3-4]是指涂料中颜料和填料的体积与配方中所有非挥发分(包括树脂、固化剂的固体组分和颜料、填料等)的总体积之比，可用下式计算：PVC(%)=干膜中颜填料总体积÷(干膜中颜填料总体积+干膜中成膜物质总体积)。

PVC是表征涂层性质的重要物理参数之一。PVC不同，涂层中颜填料与树脂界面间孔隙的数量和分布不同，从而对腐蚀性介质在涂层中的传输行为产生显著影响。本文对不同PVC的涂层进行了常规性能测试，结果见表6。
 

表6 不同PVC对涂层性能的影响
 

从表6可以看出，PVC对涂层的柔韧性和正冲击没有太大影响，而当涂料PVC高于30%时，涂层的附着力下降，耐蚀性降低。这是因为PVC增大时，基料不能完全包覆颜料，使颜料与基材的附着力下降，导致反冲击时漆膜较易破裂。同时，疏松的涂层使腐蚀介质更易入侵基材，故防腐性能降低。过低的PVC并未使涂层耐盐水性提高，因为涂层的防腐性是靠基料和颜料双重起效的，单纯的某类原料并不能起到足够的防腐作用。可见，PVC过高或过低对涂膜的综合性能均不利。当PVC为30%时，涂层综合性能最好。

3.5消泡剂对涂层施工性能的影响

消泡剂由于具有很低的表面张力，能够干扰气液界面的表面张力而产生消泡效果。消泡剂种类繁多，有矿物油、有机硅、聚醚、分子级、聚合物类型等。对于乳液型消泡剂，如果乳液太稳定，将减少消泡作用；如果稳定性差，则有较大活性。因此，需要在稳定性和活性之间加以平衡，并选择在水相及油相中溶解度低，而又具有较高活性的消泡剂。

本实验选用了5种不同类型的消泡剂，研究其对体系的影响，结果如表7所示。
 

表7 不同消泡剂对涂层性能的影响
 

从表7可以看出，虽然消泡剂在体系中添加量不大，但是它对漆膜性能有很大影响。消泡剂E是一个浓缩的分子级消泡剂，其贮存稳定性较好，破泡速度较快，尤其是涂膜干燥后没有针孔出现，而且能有效阻止腐蚀介质的进入，从而提高了涂膜的耐盐水性。因此，实验选用E作为体系的消泡剂。

3.6纳米浆料对涂层综合性能的影响

纳米SiO2和纳米TiO2由于其表面效应和体积效应，具有紫外线屏蔽作用和表面活性，可大大改善涂层的抗紫外线老化性，能提高涂层与基体金属的结合力。纳米SiO2对长波段(320~400nm)紫外线的反射率达到88%，对中波段(280~320nm)紫外线的反射率达到85%，对短波段(200~280nm)紫外线的反射率达到70%~80%，且其光学反射谱重复性好。纳米TiO2对200nm以上的紫外线的屏蔽率高达99.99%，当它在水溶液中含量为十万分之五时，其对紫外线的屏蔽率仍然维持在99.9%以上。纳米材料往往先改性，制备成稳定的纳米浆料，然后以改性浆料形式添加到涂料中，以获得稳定的状态和效果。
 

表8 纳米TiO1浆料对涂层性能的影响
 

本文尝试在水性外面漆中加入纳米TiO2浆料，以改善涂膜的耐老化性能。纳米TiO2浆料添加量对涂层性能的影响见表8。从表8可以看出，随着纳米浆料添加量的加大，涂层的耐老化和附着力都有一定提高，并且漆膜外观良好，无针孔等现象，耐盐水性能也有提高。当纳米浆料添加量大于0.5%时，涂膜性能反而下降。这是因为过量的纳米浆料不稳定，容易团聚，造成涂料的贮存稳定性下降，涂膜外观不佳等现象。故纳米TiO2浆料添加量以0.5%为佳。实验将未添加纳米浆料的水性外面漆和加入0.5%的纳米TiO2浆料的水性外面漆的涂膜进行扫描电镜测试，以考察涂层的致密性，结果见图2。
 

 

图2a是未添加纳米浆料的水性外面漆，在其涂层中就出现了一些孔洞。图2b是添加了0.5%纳米浆料的水性外面漆，其致密性良好。原因是纳米粒子本身能填补一些纳米级的微孔；其次，由于纳米粒子的强大的活性而吸附颜填料，使涂料中填料与基料分子之间能够以化学键合和化学吸附相结合，从而提高涂层致密性。

 

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