涂料文集
分析低温环境下水性外墙涂料出现泛色现象的主要因素及解决方案
相对于有机分散剂来说,无机分散剂的分散作用主要是通过氢键及化学吸附来得以表现[2],而由于氢键的作用力与温度成反比(原因是温度越高,分子间布朗运动越剧烈,则粒子间的距离就越远,从而造成分子间的氢键作用力变弱),所以无机分散剂对颜料的分散性不会随着温度的降低而减弱,反而会随着温度的下降而逐渐加强。
在干燥过程中随着水的挥发,涂料中的亲水性物质也会随之被夹带至涂膜表面,造成涂料中本已均匀分散的亲水性颜料与疏水性颜料发生相分离,而由于水在低温环境下的挥发性极慢,所以容易使得亲水性颜料及疏水性颜料具有足够长的时间去分离并导致涂膜最终出现泛色现象,而由于亲水性分散剂可以改善颜料表面的亲水性能,所以可以极大地避免体系因各颜料的亲水疏水性偏差太远而出现泛色现象。
2.2较低的颜料体积浓度(PVC)
在一定程度上,乳液对于涂料来说也就是一个潜在的分散剂,所以当涂料PVC过高时,由于包裹颜料粒子的乳液太少,就容易导致部分颜料表面因出现裸露而没有足够的斥力来保持稳定。并且由于体系的黏度会随着温度的降低而增加,从而使得各颜料粒子间的距离进一步的靠近,这样就间接增加了那些没有足够斥力的颜料在低温环境下发生团聚絮凝的可能。而由表2的数据也可看出,相同原料在不同PVC的体系中,其PVC越低,就越有利于解决低温泛色性问题。
在干燥过程中随着水的挥发,涂料中的亲水性物质也会随之被夹带至涂膜表面,造成涂料中本已均匀分散的亲水性颜料与疏水性颜料发生相分离,而由于水在低温环境下的挥发性极慢,所以容易使得亲水性颜料及疏水性颜料具有足够长的时间去分离并导致涂膜最终出现泛色现象,而由于亲水性分散剂可以改善颜料表面的亲水性能,所以可以极大地避免体系因各颜料的亲水疏水性偏差太远而出现泛色现象。
2.2较低的颜料体积浓度(PVC)
在一定程度上,乳液对于涂料来说也就是一个潜在的分散剂,所以当涂料PVC过高时,由于包裹颜料粒子的乳液太少,就容易导致部分颜料表面因出现裸露而没有足够的斥力来保持稳定。并且由于体系的黏度会随着温度的降低而增加,从而使得各颜料粒子间的距离进一步的靠近,这样就间接增加了那些没有足够斥力的颜料在低温环境下发生团聚絮凝的可能。而由表2的数据也可看出,相同原料在不同PVC的体系中,其PVC越低,就越有利于解决低温泛色性问题。

2.3良好的防冻性能
由于水的凝固点在0℃,所以当温度接近0℃时,涂料就会因水趋于结冰而出现絮凝,从而导致涂料出现泛色现象,但若是涂料的凝固点能够下降到0℃以下,甚至更低,则引起体系颜料出现絮凝的温度也就同样会更低,由表3中所列数据可看出,在相同的配方体系中,良好的防冻性能将有助于改善水性外墙涂料的低温泛色性问题。
由于水的凝固点在0℃,所以当温度接近0℃时,涂料就会因水趋于结冰而出现絮凝,从而导致涂料出现泛色现象,但若是涂料的凝固点能够下降到0℃以下,甚至更低,则引起体系颜料出现絮凝的温度也就同样会更低,由表3中所列数据可看出,在相同的配方体系中,良好的防冻性能将有助于改善水性外墙涂料的低温泛色性问题。

2.4其他各组分的良好搭配
(1)乳液粒径及填料吸油量的影响。乳液粒径越小,则渗透性就越强,对颜料的润湿性能也就越好,所以在低温时对颜料的包裹能力也就越强,低温抗
泛色性也会越好;而填料吸油量的影响则正好相反,当填料的吸油量越大时,其表面能就越高,相互间的吸附力也就越大,从而使得低温时各颜料相互间出现絮凝的可能性也就越高。
(2)消泡剂相容性的影响。消泡剂的可溶解性会随着温度的下降而变差,其中相容性越差的消泡剂表现则越明显,这样就很容易造成低温时体系因此而出现表面张力不均衡的现象,并形成贝纳德漩涡,使得颜料粒子出现不同程度的沉降而导致涂膜出现泛色。
(3)体系触变性的影响。由2.1中可知,在低温时,由于水挥发速度的减慢,极易造成亲水性颜料及疏水性颜料出现分离而导致涂膜泛色,但若体系有足够的触变性以形成一网络结构时,则可一定程度上阻止颜料的分离,从而改善泛色性问题。也就是说使用小粒径的乳液、低吸油量的填料、相容性比较好的消泡剂以及保证体系足够的触变性都将有助于改善水性外墙涂料在低温时的抗泛色性。
3结语
由于水性外墙涂料的特殊性,在对其配方进行设计时,一定要注意体系在低温环境中的适应性能,尽量选择对温度影响不敏感的原料进行搭配,并通过选择合适的润湿分散剂、尽量低的颜料体积浓度、小粒径的乳液、低吸油量的填料以及确保体系具有足够好的防冻性能及触变性等方式来保证涂料在低温环境中不出现泛色性问题。
(1)乳液粒径及填料吸油量的影响。乳液粒径越小,则渗透性就越强,对颜料的润湿性能也就越好,所以在低温时对颜料的包裹能力也就越强,低温抗
泛色性也会越好;而填料吸油量的影响则正好相反,当填料的吸油量越大时,其表面能就越高,相互间的吸附力也就越大,从而使得低温时各颜料相互间出现絮凝的可能性也就越高。
(2)消泡剂相容性的影响。消泡剂的可溶解性会随着温度的下降而变差,其中相容性越差的消泡剂表现则越明显,这样就很容易造成低温时体系因此而出现表面张力不均衡的现象,并形成贝纳德漩涡,使得颜料粒子出现不同程度的沉降而导致涂膜出现泛色。
(3)体系触变性的影响。由2.1中可知,在低温时,由于水挥发速度的减慢,极易造成亲水性颜料及疏水性颜料出现分离而导致涂膜泛色,但若体系有足够的触变性以形成一网络结构时,则可一定程度上阻止颜料的分离,从而改善泛色性问题。也就是说使用小粒径的乳液、低吸油量的填料、相容性比较好的消泡剂以及保证体系足够的触变性都将有助于改善水性外墙涂料在低温时的抗泛色性。
3结语
由于水性外墙涂料的特殊性,在对其配方进行设计时,一定要注意体系在低温环境中的适应性能,尽量选择对温度影响不敏感的原料进行搭配,并通过选择合适的润湿分散剂、尽量低的颜料体积浓度、小粒径的乳液、低吸油量的填料以及确保体系具有足够好的防冻性能及触变性等方式来保证涂料在低温环境中不出现泛色性问题。
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