乳胶漆配方试验阶段总结报告.docx

高性能疏水改乳胶漆配方试验阶段 总结报告涂料生活环保健康 2011.3一、 配方设计思路1. 配方表原料名生产厂商作用用量/份打浆：水分散介质28acrysol dr-73dow增稠剂1.5丙二醇防冻剂1.5triton cf-10（x）dow表面活性剂0.3orotan1124dow分散剂0.4金红石型钛白粉颜料16重质碳酸钙填料16滑石粉填料11byk-141 byk消泡剂0.1amp-95angusph调节剂0.2ad908摩田化学疏水剂5调漆：苯丙乳液成膜20总计1002. 设计思路本配方设计除了达到乳胶漆基本性能方面考虑外，还做了环保、疏水、耐沾污等性能方面的改进。而这些性能不仅仅与配方有关，也与生产工艺有关。因此通过这两者之间的互补与平衡，从而达到一个尽可能廉价又具有高性能的产品。乳液作为一个重要的组成部分，选用苯丙乳液。因其较高的性价比，且在耐水、耐油、耐热、耐老化性能等方面有良好的表现，是实现设计要求的绝佳选择。acrysol dr-73是一种疏水改性碱溶胀缔合型增稠剂。其特点是拥有极佳的增稠效率，与较低的成本，从而能有效地降低配方成本。以液态方式便于生产处理，并使乳胶漆拥有极好的抗飞溅性与上漆性能也降低了施工的难度。在颜填料方面，使用了高质量的金红石型钛白粉，重质碳酸钙和滑石粉，实验证明这样的组合在耐擦洗性方面有很强的能力。而滑石粉同时可以使涂料成膜后变得光滑细腻。为达到本乳胶漆的特殊性能，所添加的疏水剂是一种有机硅改性蜡类助剂。市场上常用的疏水剂是改性有机硅类或者含氟材料改性复合蜡型类。有机硅疏水性太强，导致乳胶漆产生重涂性差、涂膜易缩孔等弊病。而蜡形成的一层连续薄膜过于致密，会使漆膜透气性有所降低。而这种复合的助剂则同时克服了两者的缺点，又有效地提高了漆膜的耐水性与耐沾污性。3. 成本核算原料单位价格（元/千克）每千克用量（克）每千克价格（元）acrysol dr-7324150.36丙二醇14 150.21triton cf-1050 30.15orotan112415 40.06金红石型钛白粉20 1603.2重质碳酸钙0.3 1600.048滑石粉0.15 1100.0165消泡剂byk100 10.1amp-9540 20.08苯丙乳液8 2001.6ad90820 501合计6.8245二、 实验过程1 实验规划1) 通过查阅文献及第一次试验，熟悉乳胶漆工艺流程，估计各原料的大概用量以及使用方法；2) 对acrysol dr-73和acrysol rm-2020 npr的使用效果进行评估，选择其中一种为配方的增稠剂，并确定其使用方法；3) 选取合适的颜填料配比，按下表测试（其余的用量为配方表的2倍）份量第一组第二组第三组第四组金红石钛白粉25303035重质碳酸钙25403040滑石粉102020204) 在不同阶段加入疏水剂，选取合适的加入方法。分别为加入颜填料前、加入颜填料后以及加入乳液后。用量根据产品说明取5%。 2 工艺流程800r/min高速分散约40min加入稀释后amp-95,调ph至8-10去离子水、丙二醇、cf-10、orotan1124、消泡剂约350r/min搅拌均匀金红石钛白粉重质碳酸钙滑石粉慢速约250r/mindr-73去离子水稀释后dr-73加入疏水剂，高速分散片刻白浆缓慢倒入，200r/min搅拌均匀苯丙乳液、消泡剂用dr-73调节稠度成品三、 实验技巧与注意事项1) 增稠剂的使用：增稠剂用于调节乳胶漆稠度，使涂料拥有较好的施工性能。在生产过程中其用量与加入方式都会对涂料的性能产生一定影响。通过文献与实践，本配方所使用的增稠剂acrysol dr-73，应分两次加入，第一次为颜填料分散后，乳液加入前。因为过早的加入这种碱溶胀缔合型增稠剂会使得体系在分散过程中不稳定，漆膜发脆失去光泽。第二次为乳液混合均匀后加入，作为最后对乳胶漆稠度的调节。注意事项：增稠剂应在搅拌下，缓慢加入，第一次可以加入此次配比所需用量，且不需稀释。而第二次加入前如果乳胶漆稠度已达到合适的水平，则不必再加入。如未达到，则应将增稠剂在其4倍量的去离子水中稀释均匀，并在搅拌下，逐滴加入（不进行稀释会很容易导致乳液凝絮结块）。每加入几滴，应稍微加大搅拌速度，等待几秒观察稠度后在决定是否继续加入。因为acrysol dr-73的增稠效率较高且有一定的增稠延迟，因而为避免加过量而导致乳胶漆变成糊状在此阶段要格外小心。2) 颜填料的加入：根据文献资料，应先加入较难分散的颜料，再根据密度由大到小加入填料。加入时要在较低的搅拌速度下，分批用勺子将粉料送入湍流较大处，尽可能避免将粉料洒在容器壁以及搅拌器的轴上。如连续加入过多，导致有部分粉料在容器中结块而溶解缓慢，可适当加快搅拌速度，待溶解后再调回原来的转速。最后，用少量水将洒在容器壁以及轴上的粉料洗入待分散液中。3) 分散过程：分散过程中，搅拌速度应在800r/min左右。有时会由于高离心力场导致搅拌桨附近的液面很低，而吸附在搅拌桨上的颜填料无法与其他料液混合进行充分的分散。因此，分散的过程中也要间歇性的将搅拌速度放慢一会儿，再重新调到高速分散状态。4) 调漆：文献认为，在调漆过程中，如将乳液倒于浆液中会导致乳液所处环境助剂浓度过高而被破坏。因此要将浆液倒入乳液，而非乳液倒入浆液，并且必须在搅拌下分批缓慢倒入。而搅拌速度也不宜过高，否则高剪应力也会破坏乳液中的高分子聚合物。5) 泡沫的消除：泡沫的存在会影响乳胶漆生产中的各个环节。最理想的情况就是不存在任何泡沫，然而由于表面活性剂的存在，以及搅拌和混合过程所混入的空气，料液中难免会有泡沫的存在。因此在生产过程中要时刻注意料液中是否有大量泡沫，并及时消除。比较常用的方法就是加入消泡剂和抑泡剂。然而由于原料的限制，我们只有消泡剂来对泡沫进行消除。不过通过多次实验的经验，我们也掌握了一些减少泡沫出现并消除的技巧。首先，由于本配方的表面活性剂为cf-10为固体，因此在称取后还没有完全溶于料液，如直接用搅拌器搅拌来溶解会产生大量泡沫。所以我们的建议是用干净的药匙将其碾压，加速其溶解，这样几乎不会产生泡沫。其次，在开始搅拌时，搅拌速度应缓慢提高，而非直接调到所需速度。突然开始的高速搅拌也往往会造成大量气泡的产生。在滴管吸取滴加助剂时，尽可能避免滴管中吸入空气也会对减少料液中泡沫带来帮助。关于消泡剂的使用，用量不宜过多，分别在分散前，以及浆液与乳液混合时加入。6) 搅拌器的使用：生产开始前应先将搅拌器清洗干净，当遇到较难清洗的残渣时，可使用乙醇溶剂进行清洗。在搅拌过程中，搅拌桨最好可以尽可能的贴近容器底部，使料液产生较剧烈的湍流。但不可使搅拌桨接触到容器的壁面或底部。在搅拌器的高度调整适当后，使用后侧的旋阀将其固定。使用完毕，应乘附着在搅拌桨上的浆液未干，尽快用清水清洗干净。四、 实验结果1) 选取acrysol dr-73作为本配方增稠剂。在测试中，其显示了较高的增稠效果和便利的称取方式，并有较低的成本。关于使用方法，具体见工艺流程与实验技巧。2) 四组的测试结果如下：第一组第二组第三组第四组成品过稀，施工性不佳漆膜干燥后会掉粉漆膜呈现较好品质，耐擦洗较好漆膜干燥后会开裂因此，选取第三组的配比。3) 测试显示，在颜填料加入前加入疏水剂，在分散后会出现浆料不均匀，且无法用消泡剂除去的大量微小气泡。而在加入乳液后加入疏水剂会发生疏水剂与涂料混合不均的情况。只有在加入颜填料后（并在高速搅拌下分散均匀），和加入乳液前加入疏水剂，未出现不良情况，并在成膜后表现出较理想的疏水、耐擦洗及耐沾污等效果。通过最后测试，经过以上试验结果所改进的乳胶漆几个性能指标如下：固含量（%）稳定性外观耐擦洗50.4较好通过较好五、 下一步方案1、 寻找合适的疏水剂用量由于此阶段时间限制，仅对疏水剂的使用方法进行了选择与尝试。使用了一般的推荐用量，而未对其进行优化。因此下阶段将对疏水剂的用量进行研究，尝试得到更好效果的配方。2、 尝试使用遮盖聚合物提高漆膜品质文献显示，遮盖聚合物能够通过改善颜料的过聚现象，从而节省成本，提