水性彩瓦乳胶漆的研制与生产研究

刘载云,曾红斌,周小红,袁德银,周科伟,于惠清

    (湖南三环颜料" target="_blank">颜料/有限公司,湖南长沙410208)

    摘要：介绍水性彩瓦乳胶漆试制的全过程,其工艺特点是将所用颜料" target="_blank">颜料/、填料粉未先制成颜料" target="_blank">颜料/浆、填料浆。在配制彩瓦漆时,直接在成膜乳液中加颜料浆、填料浆及助剂,经分散过滤即得成品,因此,本文突出了水性颜料浆的制备,并详细介绍了对分散剂的选择试验。

    关键词：水性彩瓦乳胶漆；颜料浆；助剂选择；沾污性；絮凝

    0引言

    随着国民经济的发展和人民生活水准的提高,建筑物的设计兼容造型美观、色彩亮丽、舒适方便、节能安全于一体。屋面瓦片也就由色调单一走向多彩化,以往的彩瓦多为高温烧制的琉璃瓦,其因造价高,一般民用建筑难以接受,且因大量使用耕地粘土,导致破坏环境,国家产业政策明令限制,故以后相继出现了水泥彩瓦,zui早的水泥彩瓦是在水泥瓦的表面喷一层溶剂型涂料。溶剂型涂料在生产施工及干燥过程中存在大量的VOC排放,既污染环境又损害人体健康,从顺应市场的发展和保护环境的角度出发,我们研制了水性彩瓦乳胶漆。

    1试验部分

    1.1制备高浓缩型水性色浆

    1.1.1水性涂料的组成

    组成：成膜物质+颜料+填料+助剂+介质。成膜物选用丙烯酸系列乳液、氟碳乳液,可选一种或混拼；颜料有铁系颜料、酞菁系颜料等；填料有硅灰石粉、*等；助剂有成膜助剂、流平剂、消泡剂、防沉剂等；介质为水。

    1.1.2色浆的组成与生产工艺

    组成：颜料+分散剂(含分散性树脂液)+助剂+介质。

    生产工艺：按预订的配方,准确称取物料,用高速分散机搅拌分散均匀。然后送入砂磨机中研磨,使颜料粒子在分散剂及剪切力的作用下,达到一定的细度,经过滤出料。

    1.1.3分散剂的选取

    分散剂的品种很多,组成各异,对不同的颜料有不同的分散效果,所以选择适合的分散剂十分重要。

    分散剂进行选择性试验结果见表1。

    表1分散剂进行选择性试验

表1分散剂进行选择性试验

    对以上分散剂进行了多次配方试验和筛选,初步认定：

    IRFD、IWFD：对铁红、铁黄及铁黑的分散效果都可以。

    Efka4500、Efka6220、Efka6225、Silok712及688B高分子量分散剂,分散效果都很好,制备无树脂颜料色浆具有流动性,贮存稳定。

 此外,选用分散型丙烯酸树脂液也能对体系分散有所帮助,分散树脂必须对颜料粒子有亲和性,能吸附在颜料粒子表面起到防止絮凝再聚集的推斥作用。

    1.1.4其他助剂选择

    色浆在分散过程除加分散剂外,还需加入一些改善性能的助剂。

    多功能助剂AMP-95：调节浆料pH值,使pH值稳定,保持在一定的碱性范围。

    防沉剂：为防止颜料浆絮凝,通过研磨尽量降低颜填料粒子半径。另外适当提高浆料黏度也可降低粒子下沉速度,防止絮凝,提高贮存稳定性。所以防沉剂选取气相法白炭黑,有较好防沉和增稠效果。Px-2f无机增稠剂：它有增稠效果,但降低流动性。

    羟甲基纤维素钠盐、聚丙烯酰胺、*：属有机增稠剂,它们的增稠效果很好,但要注意添加方法和用量,否则容易产生很多气泡,另外,它们低温抗冻性较差。

    缔合性增稠剂：如DH398、DH301、LD2002,都是酸性乳液,pH值在3～5左右,增稠效果好,还能提高浆体的流动性,但因它降低了体系的pH值,也就降低了贮存稳定性。

    消泡剂、抑泡剂、色浆在加入分散剂后,因介质的表面张力下降会产生一些泡沫,在研磨过程中也会产生气泡,气泡过多会直接影响分散效果。消泡剂很多含有机硅,价格较高,消泡效果好,不含有机硅烷的一些矿物油消泡剂,价格较低但效果较差,根据气泡的情况可选择不同的消泡剂。

  以上助剂根据需要选用,合理搭配,以求综合效果好。

颜料浆浓度和研磨细度

    1.2颜料浆浓度和研磨细度(见表2)

    填料浆制备原理和工艺与颜料浆相同。

    表2颜料浆浓度和研磨细度

表2颜料浆浓度和研磨细度

    2水性彩瓦乳胶漆的配制

    颜料浆和填料配制好以后,彩瓦乳胶漆的制备就更方便简捷了,参考配方见表3。

  表3乳胶漆基本配方

表3乳胶漆基本配方

    表3中,A为用无机颜料着色的乳胶漆,经成品曝晒试验耐候性很好。

    B为用有机颜料着色的乳胶漆,成品颜泽鲜艳,耐候性稍差。

    C为乳液含量较低,成品表面光泽较低,但价格也较低。此涂料建议进行两次喷涂,即喷了C乳液后再喷一层罩光乳液,这样总成本增加不多但产品外观质量提高很多。

    3高光彩瓦乳胶漆的配制和应用试验

    研制开发了配制提高彩瓦光泽的罩光乳液。用罩光乳液在彩瓦表面再进行一次喷涂或刷涂,彩瓦表面的光泽提高20～40(用KGZLA型镜向光泽仪60°测定),光亮度可接近溶剂型彩瓦漆制品,每公斤罩光乳液成本15元左右,每公斤可涂刷200片彩瓦,而光亮度、耐污染和耐洗刷性都有所提高。

    4质量检测

    对水性彩瓦乳胶漆目前尚无国家标准,我们参照“合成树脂外墙涂料”标准,对试制的彩瓦漆进行部分检测,检测结果见表4。

 表4水性彩瓦涂料部分检测结果

表4水性彩瓦涂料部分检测结果

    5结语

    研制的水性彩瓦乳胶漆具有优异的耐洗刷性能,经两年的户外日晒雨淋,没有剥落龟裂现象,用洗衣粉液重重刷洗也不掉色脱皮。但耐沾污性较差,易被空气中的粉尘沾污,我们分析易沾污的原因有二：①彩瓦面上花纹密集容易吸附灰尘；②光洁度不够也易吸附灰尘。所以特地生产罩光乳液,若用罩光乳液进行第2次喷涂对耐沾污性会有所改善,但施工增加了麻烦,存在问题有待进一步研究改善。