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水性涂料的分層問題概述及解決方案
一、水性述及涂料開罐狀態(tài)
正常的涂料題概涂料開罐后,觀感潤(rùn)滑、細(xì)膩,層問廣州優(yōu)霓科化工有限公司上下均勻一致。涂料分層的解決問題,該怎么解決?水性述及涂料的分層現(xiàn)象是生產(chǎn)、儲(chǔ)存、涂料題概使用等過程中常常碰到的層問重要問題,它不僅僅是解決影響開罐效果,可能涂料的水性述及性能也發(fā)生了變化,偏離了目標(biāo)值。涂料題概嚴(yán)重的層問硬沉淀,可能導(dǎo)致涂料報(bào)廢,解決無法使用。水性述及那么涂料的涂料題概分層究竟是什么原因?qū)е碌?遇到這種情況,我們?cè)撛趺慈ソ鉀Q呢?層問
二、現(xiàn)象分類
首先,我們需要弄清楚,涂料分層主要分為三種不同的現(xiàn)象:
涂料儲(chǔ)存過程中的分水(脫水收縮)
涂料儲(chǔ)存過程中的分乳液
涂料儲(chǔ)存過程中的沉降
1.涂料儲(chǔ)存過程中-分水
現(xiàn)象描述:涂料經(jīng)過一段時(shí)間儲(chǔ)存,在涂料表面分離出一部分透明的淺黃色或無色透明的黏液。
2.涂料儲(chǔ)存過程中-分乳液
現(xiàn)象描述:涂料的表層分離出一定量的液體,有時(shí)該液體帶有一些藍(lán)光,大多數(shù)情況該分離出來的液體為乳白色。
3.涂料儲(chǔ)存過程中-沉降
現(xiàn)象描述:成品涂料在儲(chǔ)存過程中,涂料內(nèi)部的廣州優(yōu)霓科化工有限公司均勻性發(fā)生改變,重質(zhì)的和大粒徑粒子在涂料中的分布不均,垂直方向上出現(xiàn)梯度變化,從上表面到底部,涂料有從釋到稠的變化,底部甚至出現(xiàn)硬沉淀。涂料的這種現(xiàn)象稱之為涂料發(fā)生沉降。
上述的三種情況中,分水分乳液的同時(shí),通常也伴隨著沉降。接下來,小編和大家一塊兒討論,是哪些原因會(huì)導(dǎo)致這些分層現(xiàn)象的產(chǎn)生。
三、分層影響因素
1.增稠劑的影響
我們知道,常用的增稠劑的種類主要是分為纖維素類(HEC)、堿溶脹型(ASE)、疏水改性堿溶脹(HASE)和非離子型聚氨酯(HEUR)。
關(guān)于增稠的原理,大家應(yīng)該都很熟悉了,這里就簡(jiǎn)單說一下:
纖維素類增稠劑、或普通堿溶脹類增稠劑由于其只對(duì)水相增稠,其濃縮的“增稠網(wǎng)絡(luò)”與體系粒子無關(guān),單獨(dú)呈一相。
疏水改性堿溶脹(HASE)和非離子型聚氨酯(HEUR)型增稠劑,增稠形成的“增稠網(wǎng)絡(luò)”均勻吸附著各種乳液、顏填料粒子,以及其他表面活性劑等分子等。
原因分析
①水合型增稠劑與締合型增稠劑在種類與用量上匹配不當(dāng),導(dǎo)致涂料在儲(chǔ)存過程中出現(xiàn)不相容而排斥。如果體系中這兩張網(wǎng)絡(luò)相容性欠佳,一個(gè)過于疏水,一個(gè)過于親水,使用這樣的增稠劑匹配,分水現(xiàn)象難以控制。通常只對(duì)水相增稠的“濃縮網(wǎng)絡(luò)”收縮脫離游離在涂料表層造成分水現(xiàn)象。
②纖維素類和堿溶脹類增稠劑都是在堿性的條件下(pH>7)才能夠溶脹,所以一定要注意調(diào)節(jié)體系的pH。
③應(yīng)避免用氨水做pH調(diào)節(jié)劑,持久性不好,容易揮發(fā),會(huì)導(dǎo)致PH值下降,且有一定的氣味。對(duì)于工業(yè)漆來說,纖維素類和堿溶脹類增稠劑對(duì)耐水會(huì)有非常大的影響,因此,盡量少用此類增稠劑。
④締合型增稠劑與乳液粒子間的締合不牢,使得該締合的乳液粒子在儲(chǔ)存過程中解吸脫離出來,懸浮于涂料的表層,出現(xiàn)涂料分乳液的現(xiàn)象。
⑤涂料的低剪切黏度過低,同樣會(huì)造成分層現(xiàn)象。
這張圖,大家應(yīng)該非常熟悉了,對(duì)于涂料的儲(chǔ)存來說,我們要保證其有一定的低剪粘度,才能有效地防止其分層。如HEUR類,是一款低剪切高效性的增稠劑,具有優(yōu)異的低剪切增稠效率,提供強(qiáng)假塑性及高觸變性。極佳的色漿穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于水性工業(yè)漆、水性乳膠漆等。
關(guān)于增稠劑的選擇,一般是選擇幾種不同的增稠劑搭配使用,使涂料具有合適的高、中、低剪粘度,需要時(shí)再搭配后下文會(huì)介紹的防沉劑。在儲(chǔ)存穩(wěn)定的前提下,保證有較好的施工性。
2分散劑的影響
顏料是否分散和穩(wěn)定好,是否有絮凝等,將會(huì)對(duì)很多性能產(chǎn)生影響。顏填料分散性差,粒子附聚成大的顆粒,從而加快沉降。
不同分散劑對(duì)防沉的影響
上圖是混研磨色漿采用不同的分散劑,經(jīng)過貯藏后的防沉效果。許多人可能想當(dāng)然地認(rèn)為防沉必須依靠防沉劑,其實(shí)這是片面的。研磨好的色漿如果產(chǎn)生絮凝,顏料粒子變大,比重增加,就會(huì)很快沉降,尤其是有機(jī)顏料。選用了合適分散劑,防沉劑可以不加或少加了。
因此,如果出現(xiàn)了沉降的現(xiàn)象,要考慮更換分散劑了??梢赃x用高分子量多支鏈的分散劑吸附在顏填料粒子表面,增大其空間位阻增大排斥力,減少沉降。如新一代水性通用分散劑對(duì)有機(jī)顏料、碳黑及無機(jī)顏料均有優(yōu)異的分散效果,降粘效果好,貯藏穩(wěn)定性好,適用于各種水性涂料體系,制備的色漿具有粘度低,同時(shí)有一定觸變性。
注意事項(xiàng)
分散劑和締合型增稠劑處于共同的水相介質(zhì)并在顏料及乳液粒子表面有競(jìng)爭(zhēng)吸附,兩者之間存在復(fù)雜的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,它們的搭配組合是否合理直接影響涂料的各項(xiàng)性能和分層問題。
3.防沉劑的選擇
很多情況下,關(guān)于分層問題,大家還是會(huì)選擇在涂料中加入防沉劑,即在涂料中引入了疏松網(wǎng)絡(luò)觸變性結(jié)構(gòu),能使顏填料顆粒懸浮而不結(jié)塊,防止顏料沉降。那么,不同種類的防沉劑,我們?cè)撛趺催x擇呢?
①有機(jī)膨潤(rùn)土
有機(jī)膨潤(rùn)土通常不以原級(jí)粒子存在,一般是多個(gè)粒子的凝聚體,通過潤(rùn)濕、分散和活化過程可產(chǎn)生原級(jí)粒子,形成高效的觸變效應(yīng)。在極性體系中,極性活化劑除提供化學(xué)能幫助有機(jī)膨潤(rùn)土分散外,通過水分子的架橋使無數(shù)的膨潤(rùn)土薄片形成凝膠結(jié)構(gòu),而薄片面上的烴鏈通過其較強(qiáng)的溶劑化能力而使體系增稠并產(chǎn)生觸變效應(yīng),在外力作用下,此結(jié)構(gòu)破壞同時(shí)粘度降低,而外力消除則回復(fù)原來的粘度和結(jié)構(gòu)
膨潤(rùn)土防沉的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些呢?
優(yōu)點(diǎn):應(yīng)用范圍大;添加量少、效率高、加工性能穩(wěn)定;觸變性能良好;價(jià)格便宜。
缺點(diǎn):對(duì)光澤度有影響,在清漆中會(huì)有霧影和渾濁;抗強(qiáng)溶劑性不佳;流平性、抗流掛效果不佳;由于需要很好的分散,才能達(dá)到最佳的防沉效果,所以較難用于后添加,如需后添加,需制備成預(yù)凝漿。
②氣相二氧化硅
氣相二氧化硅在非極性介質(zhì)中有最大的增稠效應(yīng)。氣相二氧化硅是四氯化硅在氫氧焰中水解制得的。它粒度小,比表面積大,表面上帶有硅烷醇基團(tuán)。這些硅烷醇基可與鄰近的氣相二氧化硅顆粒間相互作用而形成氫鍵,通過氫鍵作用形成三維空間其的觸變形結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點(diǎn):不需活化,可直接使用。
缺點(diǎn):質(zhì)輕,施工不方便;觸變效果不是十分理想;用在面漆上影響光澤,影響流平性。
③蓖麻油衍生物
蓖麻油衍生物是在非極性溶劑中,通過分散、活化,被溶脹的長(zhǎng)鏈相互纏繞形成觸變結(jié)構(gòu)而起增稠作用。當(dāng)受到剪切力時(shí),纏繞被拉開,結(jié)構(gòu)破壞,黏度會(huì)下降;當(dāng)剪切力消失,又重新纏繞。這種重新纏繞的過程較緩慢,所以黏度恢復(fù)較慢,允許有較長(zhǎng)的流動(dòng)時(shí)間流平,適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)可使涂料在較大的流掛極限厚度時(shí)仍有一定程度的流平。
優(yōu)點(diǎn):觸變性能相對(duì)較好;流平性好;對(duì)光澤影響?。粌r(jià)格較低。
缺點(diǎn):使用時(shí)需要預(yù)先活化;不適用于強(qiáng)溶劑體系;易返粗。
④聚酰胺蠟
通過大分子鏈的相互纏繞形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而具有觸變性,受剪切時(shí),纏繞的分子被拉開,粘度因而降低;當(dāng)剪切停止,大分子又重新纏繞而致粘度上升。由于這種新纏繞的過程相對(duì)緩慢,因此粘度恢復(fù)的速度也較慢,有較長(zhǎng)時(shí)間給予濕膜流動(dòng)和流平,但又不會(huì)導(dǎo)致流掛失控。聚酰胺蠟的觸變性能對(duì)溫度的依賴性較小,在較高溫度下使用仍具有良好的抗流掛效果,是氨基烘漆、丙烯酸烘漆、環(huán)氧烘漆等烘烤型涂料及高固體分涂料、金屬涂料、厚漿涂料中很有效的流變改性助劑。
優(yōu)點(diǎn):觸變性能最好;流平性、抗流掛性好;對(duì)光澤度影響小;不易返粗。
缺點(diǎn):使用時(shí)需預(yù)先活化;價(jià)格相對(duì)較高。
除了上面介紹的幾點(diǎn),其實(shí)還有很多因素會(huì)對(duì)涂料的分層造成影響,如:表面活性劑種類選擇不當(dāng)或用量過量、助溶劑種類和過量、粉料的粗細(xì)和搭配、樹脂和乳液的種類、PVC的設(shè)計(jì)等等。這里就不一一細(xì)說了~、
分層問題,還是預(yù)防為主。對(duì)于新的配方體系,大家還是做好儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)后再生產(chǎn)~
那么,對(duì)于已經(jīng)分層的涂料,還有沒有補(bǔ)救的辦法?
對(duì)于已沉淀的涂料,可用手工或機(jī)械攪拌均勻后再使用。對(duì)于結(jié)塊現(xiàn)象,應(yīng)先把可流動(dòng)部分倒出,用刮鏟從容器底部鏟起沉淀,研碎后,再把流動(dòng)介質(zhì)倒回原先桶中,充分混合。如按此法操作仍無法混合,仍有干結(jié)沉淀,涂料只能報(bào)廢或降級(jí)使用。
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