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乳胶涂料用钛白粉的有机处理(二)

浏览次数: 日期:2009年12月8日

4 国内外乳胶涂料的差距

    国外产品突出的优点是“开罐效果”好,打开包装后,给人一种很好的印象,外观细腻、丰满,酷似油漆,粘度高而均匀并具有良好的流动性;另一优点是施工性好,每平方米涂刷面积大,遮盖力强,涂膜平整无刷痕,色泽柔和,整体装饰效果好。

    国内乳胶涂料产品,从选用的合成树脂乳液及用其配制涂料的涂膜性能上看,与国外产品不相上下,某些性能如耐水、耐污染等还优于国外产品。但“开罐效果”及施工性、涂膜外观上还有不小差距。打开包装后,往往出现上稀下稠现象,有的甚至有水分,下部有软沉淀,必须通过搅拌才能达到均匀。有的产品从外观上看是注意了增稠问题,但却失去了流动性,施工性较差,涂膜刷痕严重,色彩不够柔和,丰满度也差些。原因在于国内外乳胶涂料的原材料差距较大,其中钛白粉等分散性差异较大的粉体原料的选用是乳胶涂料差别的决定性因素。应用了低端低质的钛白粉势必会对乳胶涂料的品质造成不良影响。

5 乳胶涂料对钛白粉的要求

    颜料在乳胶涂料中主要提供遮盖力和装饰性,填料可提高涂膜的机械性能和降低涂料成本。颜填料在乳胶涂料中所占的比例在多数情况下都是最大的。在半光和平光涂料中,颜填料与乳液的质量比多在1.5:1甚至6:1以上,有光乳胶涂料中的颜填料与基料比,多为0.4~0.7:l,颜填料在乳胶涂料中的作用应给予重视。

    乳胶涂料对颜填料的要求可从以下几方面考虑:

    (1)给涂料提供合适的颜色,使涂层能i够遮盖底材,使颜色看上去赏心悦目;

    (2)影响涂料的光泽,使涂层的光泽增加、降低或消失;

    (3)改善涂膜的强度,改善涂膜对基材的附着力;

    (4)使涂膜的耐候性、耐光、耐水、抗酸碱、抗腐蚀、耐损伤等性能有所改善;

    (5)在尽量不降低涂料综合性能的前提下,降低成本;

    (6)改善涂料的流动性和施工性能。

    钛白粉是乳胶涂料中最主要的白色颜料,它通过散射光线提供极好的白色效果。不仅是白色乳胶涂料需要它,其他彩色乳胶涂料也需要它作为基础颜料来提供遮盖力。无论涂料是在湿的、干的或重新润湿的情况下,钛白粉都可以为平光或高光涂料提供白度和遮盖力。对于乳胶涂料来说,钛白粉是不可或缺的颜料,要从其色相、鲜艳度、遮盖力、折光指数、粒径及其分布、吸油值、密度、耐光性、耐热性、化学反应性、抗渗性、防腐蚀性、易分散性等性能指标方面来综合考量。

5.1分散性/遮盖力

    乳胶涂料是作为一种装饰性涂料涂覆到建筑物表面上,其美观性就显得尤为重要。美观性有两方面的要求,一是把建筑物本身的颜色遮盖住,二是提供一层色彩均匀的装饰涂层。也就是说,乳胶涂料的遮盖力必须高,其遮盖力主要来自于钛白粉,因此,钛白粉的遮盖力显得非常重要。

    遮盖力主要受钛白粉的分散性和颗粒粒径的影响,颗粒越细,分散性越好,则遮盖力越高。只有提高钛白粉的分散性,才能充分发挥钛白粉的真正遮盖力,从而提高整个涂料膜的遮盖力。另外,不同厂商生产的钛白粉,其生产方式和工艺控制方面存在差异,使得钛白粉在粒径及粒径分布上以及杂质含量方面有差异。最佳散射剂效果的钛白粉粒径范围在0.2~0.3微米左右,即黄绿光波长(550 nm)的半波长。

    虽然钛白粉的初级粒子的粒径一般都在1 微米以下,但钛白粉本身的强极性和颗粒的微细化,使得钛白粉不易在非极性介质中分散,在极性介质中又易于团聚,直接影响了钛白粉本身优异性能的发挥。当钛白粉加入到体系时,钛白粉粒子互相靠近,甚至互相接触进而发生团聚。这将使钛白粉粒子的光散射性能下降,出现光群集现象,从而降低了钛白粉的使用功效。人们试图在涂料配方中加入填料以问隔开钛白粉粒子,防止产生群集效应,但分布在涂料系统中的这些填料粒子很难使钛白粉达到最高的遮盖力。因为填料粒子一般较粗,也可能是呈聚集体状态,在加大到配方中以后取代了树脂成分,提高了钛白粉体积浓度,但却降低了其散射性能。

5.2耐候性

    外墙涂料的耐候性即户外耐久性,是指暴露在室外环境条件下外墙涂料的力学性能如模量、强度、粘结性、保色保光性等性能的变化程度和是否发生脆化、粉化、变色、失光、剥落等现象。外墙涂料的主要功能是保护和装饰,涂膜必须能维持到下次更新且能保持良好的视觉效果,因此,耐候性就显得十分重要。目前,我国外墙涂料一般要求耐候8年~10年以上。

    引起涂膜老化主要有物理性、化学性和物理化学性三种作用形式,它们使涂料性能变差和发生应力收缩而导致破坏。光引发氧化降解和水解是两种主要的户外降解过程,它们常常同时进行,有时甚至相互促进,加速涂膜的破坏。

    钛白粉对耐候性的影响如下:

    (1)钛白粉吸收紫外光能力 树脂吸收紫外光会发生降解,正确的选择钛白粉可有效地抵御紫外线。

    (2)钛白粉粒子的形状 扁平状粒子具有强烈的取向作用,平行于涂膜表面,降低了涂料膜的水、气渗透性,有利于提高耐候性。

    (3)钛白粉的粒径大小 粒子越小,表面积越大,紫外线吸收率就越高。

    (4)钛白粉的活性基团

    钛白粉表面存在着很多活性基团(如含有表面羟基团、吸附的不稳定阴离子和水分子等),能与基料发生化学反应,还可能是基料老化的催化剂(如TiO2有光致氧化还原作用)。例如,颜、填料中存在着广泛的表面酸碱反应,表面变价离子(如铝、铁离子和其它过渡金属离子)还可发生电了转移反应,在彩色颜料中会改变颜料的颜色,在白色颜料和填料中就会发生粉化、泛黄等。

5.3抗污性

    无论是人为原因,还是自然原因,墙面的乳胶涂料都会受到各种污染,如汗渍、墨水、灰尘、污泥等的污染,而这些污染物非常容易渗透到乳胶涂料内部去,即使用水或洗涤剂洗刷也无法彻底清洗干净,造成涂层的永久性破坏,影响了涂层的外观。乳胶涂料的主要功能就是装饰,当表面涂层被污染后,就相当于涂层的使用寿命被大大缩短。为了消除这些污点,不得不打磨污点,进行二次涂刷。有时为了保持整个墙面的颜色一致性,必须将整个墙面全部重新涂刷。既需要耗费大量时间,又浪费涂料成本。如何提高乳胶涂料的抗污性就显得非常重要。这也成了消费者购买乳胶涂料时需要重点考虑的因素之一。

5.4抗沉降性

    乳胶涂料在容器中最常见的不稳定状态是乳胶涂料在储存中发生的液固相分离,即分层现象或脱水收缩。导致使用时无法将乳胶涂料分散均匀,直接影响乳胶涂料的遮盖力和装饰效果。因此必须提高钛白粉的抗沉降性。

5.5可调色性

    在普通的白色涂料中,钛白粉的主要功能是提供较好的遮盖力,因此对于白色涂料中所用的钛白粉考虑的是遮盖力同产品成本之间的性价比。但是,在现实生活中,我们大都使用彩色或浅色涂料来涂装建筑物,较少用纯白色涂料。一般是用钛白粉制造出白色的调色基础涂料,涂覆前再将色浆加入到白色的调色基础涂料中,进行现场调色(根据用户的喜好调配各种颜色的配色涂料。也有一些由乳胶涂料直接生产的彩色乳胶涂料)。钛白粉应用在调色基础涂料时,除了考虑遮盖力问题外,更主要的考虑它同其它颜料或染料的相容性和配色稳定性,它对产品涂刷后涂膜的颜色均匀性和色度都有很大影响。如果钛白粉与调色色浆中的其他颜料或染料相容性不好,配出的彩色乳胶涂料就会出现色泽不均的缺陷,即使在高速剪切力作用下分散均匀,但在使用过程中或涂膜干燥过程中,也会出现颜料迁移,导致涂膜色泽不均。

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