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1、第四章 助 剂 第一部分第一部分 简介简介 着色涂料是由成膜物质(主要有天然树脂、合成树脂、改制过油脂)、颜料(着色颜料、功能性颜料、体质颜料)、助剂和溶剂。其中助剂是涂料中不可或缺的组分,它可以用微小的用量而发挥着特定的作用,为改进涂料生产工艺,改善施工条件与涂膜外观,改善贮存性,提高产品质量,赋予特殊功能。没有不使用助剂的涂料,也没有涂料不使用助剂。下面列出的是主要的涂料助剂的分类情况:1 1催干剂和抗结皮剂催干剂和抗结皮剂 2 2 乳化剂乳化剂 3 3 湿润、分散剂湿润、分散剂 4 4 消泡剂消泡剂 5 5 流平剂、防缩孔剂增滑剂流平剂、防缩孔剂增滑剂 6 6 光引发剂光引发剂7 7 紫
2、外线吸收剂和抗氧剂紫外线吸收剂和抗氧剂 8 8 防污剂防污剂 9 9 防霉剂和杀菌剂防霉剂和杀菌剂 1010 消光剂消光剂 1111 偶联剂偶联剂 1212 助成膜剂助成膜剂 1313 增稠剂增稠剂 1414 引发剂和阻聚剂引发剂和阻聚剂 1515 防沉剂和流变剂防沉剂和流变剂 1616 pHpH值调节剂值调节剂 1717 催化剂催化剂 1818 抗静电剂及导电剂抗静电剂及导电剂 1919 附着力促进剂附着力促进剂 当然,也有人把助剂分为水性助剂水性助剂和溶剂型助剂溶剂型助剂两大类,主要是针对涂料体系的特性而言,给使用者在选择水性和溶剂型涂料体系采用的助剂有一个明确的提示,使用户在选用助剂时多
3、一个参考系统,也是十分有益的。 第二部分第二部分 着色涂料所用助剂的品种着色涂料所用助剂的品种 涂料助剂能在涂料制造、贮存、施工及成膜后的各个阶段发挥作用。按其用途可进行如下分类。(1)在涂料制造时发挥作用的助剂 颜料分散是涂料生产的技术关键,对涂料的性能有极大的影响。为了提高额料的分散效果,研磨分散阶段使用的助剂主要有湿润剂、分散剂、它不但能提高工效、降低能耗,还可以提高涂料贮存的稳定性、漆膜的耐候性,增加光泽防止沉淀。消泡剂是乳胶漆生产时不可缺少的一种助剂,否则生产及包装就无法进行。(2)在贮存和运输时发挥作用的助剂 涂料在贮存中容易产生颜料粒子絮凝、返粗、沉淀、增稠、结皮,除此之外水性涂
4、料还易产生腐败生雹,结冰破乳,运输起泡等不良现象。分散剂、防沉剂、防结皮剂、防腐剂、防雹剂、冻融稳定剂,消泡剂能防止涂料在贮存和运输期间产生上述各种不良现象。 (3)在涂料施工和涂膜 干燥中发挥作用的助剂 由涂料形成涂膜要经过涂装,涂装的方法很多,有刷涂、喷涂、淋涂、滚涂、静电喷涂高压元气喷涂、电泳涂装等,无论那种方法有时涂膜都会产生一些病态,其原固不易弄值,有的易于解决,有的则难以消除。使用涂料添加剂是消除病态的对策之一。 在涂料施工中容易出现的涂料病态有流坠、流乎性不好、桔皮、气泡、缩孔、缩边、漏底浮色发花等问题,这些问题可以使用防流挂剂、流平剂、表面状态控制剂、浮色发花防止剂等来解决。为
5、了提高涂膜的干率,缩短干燥时间例如醇酸树脂等氧化干燥型涂料,必须使用催干剂来调整干率。 最近在烘烤固化型涂料中,为了缩短固化时间,达到节省能量的目的,经常采用固化促进剂,以此来降低固化温度。还如聚酯涂料中使用的固化剂、固化促进剂等。(4)在涂膜中发挥作用的添加剂 在涂料配方中使用的助剂有些是在涂料成膜后才显示或发挥作用的。如紫外线吸收剂、划痕防止剂、防粘连剂、防酶剂等均能增加涂膜的自身保护作用,延长其使用寿命。还有的助剂能使涂膜的某些性能得到明显的提高或改善,如分散剂能提高涂膜光泽、着色力,遮盖力,耐候性等,偶联剂能增加涂膜的附着力,流平剂、增滑剂能提高涂膜的平滑性,光泽等。消光剂能降低涂膜的
6、光泽。上述这些助剂是在涂料成膜后才显示出作用,另外还有些助剂则能赋予涂膜某些新的功能。如阻燃、导电防污剂等。着色涂料制造、贮存、施工等过程中使用助剂品种较多,改进涂料加工性能、施工性能和涂膜的外观。还有另外一类助剂,是能赋予涂料某种特殊性能的,如紫外光吸收剂,可以减少物体间接触是冒火花,保证安全生产。海洋船舰的船底漆,要加防污剂,杀死附着船底的微生物,保证船速不会因微生物附着过多而影响船速。船舰甲板用涂料要添加防滑剂和耐磨剂等。能够定向吸附在理料的表面,取代颜料表面的吸附物如水和空气等,增强颜料与漆料的亲合力,缩短颜料在漆料中研磨分散时间能够提高颜料湿润分散效率的表面活性剂1. 定 义2. 作
7、 用3. 机 理 DLVO理论 空间位阻效应一、润湿分散剂一、润湿分散剂 DLVO理论 水性分散体系 若颜料粒子表面带电那么在其周围就会吸附一层相反的电荷,构成了双电层。一个带电粒严形成的双电层,可以看作四周为离子氛包围的带电粒子。当布朗运动使两个粒子的离子氛互相重叠时,重叠区域的电荷浓度发生变化,会重新分布,导致两粒子间的电荷产生斥力。若该斥力大于范德华引力,则粒子被斥开,分散体处于稳定状态,否则两粒产会相互凝聚,分散体系就会出现许多弊病,如沉淀、发花、光泽下降、遮盖力和着色力降低等。 空间位阻效应 有机介质分散剂或高分子聚合物吸附在颜料的表面,颜料粒子被一层可溶性聚合物包围着形成保护屏障层
8、。当带着吸附层的两个粒子相互接近,吸附层重叠时,会产生两个力;一是渗透压效果或反溶剂化效果;二是熵斥力。B B组分是由组分是由b b或或b b十十c c组成,主要作用是促进吸附链能够更迅速、更牢固组成,主要作用是促进吸附链能够更迅速、更牢固地吸附在颜料的表面,或当分散剂在水浆中应用时起乳化作用。地吸附在颜料的表面,或当分散剂在水浆中应用时起乳化作用。A A组分是由组分是由2x2x十十Y Y构成,构成,Y Y是吸附链,是吸附链,X X是分散链节,是分散链节,这是个典型的这是个典型的ABAABA型嵌段共聚物。型嵌段共聚物。x x链的长短决定吸附层的厚度、链的长短决定吸附层的厚度、Y Y链决定吸附牢
9、度。链决定吸附牢度。4. 种 类 1.溶剂型涂料使用的润湿分散剂 (1)天然高分子类 卵磷脂是这类添加剂的代表品种,作为油性润湿分散剂用在涂料和油墨之中。吸附在无机颜料的表面上有润湿和分散的效果,使颜料形成或絮凝结构,因此具有防浮色、防沉淀、防流挂的作用。加添必须准确,多加、少加都会影响涂料的性能。由于卵磷脂中含有磷脂质,容易和基料中游离酸反应,能够降低涂膜性能。使用不当还会降低涂膜的光泽。 (2)合成高分子类 这类添加剂一般是合成的长链聚酯的酸和多氨基盐。属于两性的表面活性剂,所以应用范围比较广。吸附在颜料表面上,吸附膜较厚,提高了颜料分散的稳定性,可以防止浮色发花。另外静电涂装时能降低电阻
10、值,增强导电性。 (3)多价羧酸类 该类添加剂可以使混合颜料形成杂絮凝,防止单一颜料的过渡絮凝。还有添加到颜料色浆中,可作为研磨助剂使用。 (4)特殊乙烯类聚合物 这类添加剂具有齐聚物分子量。属于高分子活性剂,作为分散稳定剂、润湿剂。根据分子量和组成不同,还可作流平剂、消泡剂使用。 (5)偶联剂 目前应用较多的有硅系和钛系偶联剂。偶联剂分子的两端结构不同,一端亲有机物质,另一段亲无机物质,在体系内,耦联剂起到了有机和无机物的架桥作用,将有机物和无机物联接起来。偶联剂在涂料中使用具有润湿、分散、防沉、增加涂膜的附着力等作用。2水性涂料使用的湿润分散剂 (1)润湿剂 阴离子型的润湿剂有二烷基(辛基
11、、已基、丁基)璜基琥珀酸盐、烷基萘磺酸钠、蓖麻油、硫酸化物、十二烷基磺酸钠、硫酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化物等。阳离子型的润湿剂有烷基吡啶盐氯化物。非离子系的有烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯乙二醇烷基芳基醚、乙炔乙二醇等。 (2)分散剂 分散剂有三大类,无机类、有机类、高分子类。效果较好的是高分子类。 无机类有聚磷酸盐(焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸四钠、六偏磷酸钠等)、硅酸盐(偏硅酸钠、二硅酸钠)。 有机类有阴离子型、阳离子型、非离子型的3类。烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基钠磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基笨磺酸盐、烷基笨磺酸盐、脂肪酸酰胺衍生物
12、硫酸酯、蓖麻油硫酸化物、聚乙二醇烷基芳基醚磺酸钠等为阴离子型。烷基酚聚乙烯醚、二烷基琥珀酸盐、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基酚基醚等为非离子型。烷基吡啶翁氯化物、三甲基硬脂酰铵氯化物等为阳离子型。 高分子类有聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、顺丁烯二酸酐共聚物(二异丁烯顺酐;苯乙烯顺酐)、缩合萘磺酸盐、非离子型水溶性高分子(聚乙烯吡咯酮、聚醚衍生物)等。类型 商品名称基本结构 性能和用途 生产公司合成高分子类 Anti-Terra-P 阳离子型长链羧酸多氨基酰胺的磷酸盐溶液润湿分散剂,有利于研磨分散,能防止沉淀、浮色发花,提高贮存的稳定性。添加量:有机颜料1.01.5无机颜料0.2
13、2.0总漆量0.11.5 BYK公司Anti Terra-204电中性多氨基酰胺的高分子羧酸盐用于底漆及二道底浆中,具有润湿分散防沉及防流挂作用,作有机改性膨的活化剂 BYK公司Texaphor-963或963S电中性聚羧酸和胺衍生物的盐,溶解在50的高级芳烃中主要用于润湿、分散、防沉、防浮色发花,还具有防腐、防结皮及流平作用,是一种极好的有机改性膨润土的活化剂该产品应用范围较广,可用于醇酸、环氧、丙烯酸、油基、氨基等涂料中,对氧化铁、炭黑、华篮、TiO、ZnO立德粉等颜料具有良好的润湿分散性添加量:颜料总量的0.10.2在有机改性膨润土预凝胶中约占膨润土量的3050 HENKEL公司表170
14、国内常用的湿润分散剂续表类型商品基本结构性能和用途生产公司聚羧酸酯类BYK-P104S阴离子型较低分子量的不饱和多羧酸聚合物于聚硅氧烷共聚物的混合溶液用于中、高极性涂料中,也可用于胺中和的水性涂料。能控制颜料和基料的絮凝,因含有硅树脂,因此具有防浮色发花,增加涂膜光泽和平滑性的作用,改善削光剂和颜料的定向,防止颜料产生硬底沉淀,它是一种通用的湿润分散剂和浮色发花防止剂添加量:无机颜料量的0.52.5 总配方量的0.10.8BYK公司904或904S阴离子型高分子羧酸,S表示含有硅酮树脂可用于溶剂型的水性涂料,具有防止颜料浮色发花、提高涂膜的光泽、平硬性,能使削光粉定向排列,防止产生硬底沉淀,只
15、要用于环氧、丙烯酸、聚酯、聚氨酯、乙烯类涂料中添加量:无机颜料0.53.0 有机颜料2.05.0台湾德谦公司续表类型商品名称基本结构性能和用途生产公司活性高分子类DPS81高分子型分散剂嵌段共聚的高分子聚合物具有较多的吸附基,吸附牢固性强,吸附层厚,因此涂料的贮存稳定性好 能提高颜料的着色力、遮盖力、提高涂膜的光泽和平滑性,具有良好的防浮色发花作用,可用于中、高级性树脂系统中的无机或有机颜料的湿润分散剂 适用于醇酸、无油聚酯/三聚氰胺、丙烯酸/三聚氰胺、聚酯聚氰酯、丙烯酸聚氨酯等涂料体系中添加量:无机颜料25 有机颜料1030台湾德谦公司活性高分子类DP983高分子型分散剂嵌段共聚的高分子聚合
16、物与DPS81大体相同添加量:无机颜料25 有机颜料1040台湾德谦公司Tego Dispers710高分子型分散剂碱性氨基甲酸乙酯齐聚物作用与DPS81大体相同,主要适用于下列颜料:芳胺类、蒽醌类、萘酸AS类、炭黑、酞青系列、氧化铁红系列等,可用于聚酯/聚氨酯、丙烯酸/聚氨酯类涂料。添加量:有机颜料量的520 炭黑量的1530 无机颜料两地25Tego ChemieService GmbH 二二 表面状态控制剂表面状态控制剂 防流挂剂等助剂涂膜表面状态是涂料的主要性能指标之一。涂膜常出现桔皮、浮色发花、气泡、缩孔、针眼、流挂等弊病。表面状态控制剂流平剂防浮色发花剂消泡剂流平是指涂料在涂覆后尚
17、未干燥成膜之前,涂膜由粗糙不平整的表面逐渐变为平整光滑的表面过程 流平剂1.定 义2.驱动力 重 力 表面张力 表面张力差3.影响因素to34aalg2262t sPa粘度, N/m涂料的表面张力, cm波长长 cm涂层平均厚度,h s时间, t cm后的振幅,t经过一段时间a cm初始振幅,a to式中4.流平剂种类及机理 (1)溶剂型流平剂 由多种溶剂混配而成,常用的溶剂有高沸点芳烃、酮、酯、醇、四氢化萘、十氢化萘等这类流平剂是由多种溶剂混配而成的。常用的有-高沸点芳烃,酮,酯,醇等溶剂进行混配,其作用机理在于调整涂料中溶剂的挥发速度、降低粘度,改善涂料的流动性,提高涂膜的平整度。与此同时
18、,流动性也随之增大,容易产生流挂,因此,在使用过程中应注意调节流平与流挂的关系,寻找一个最佳的范围。 以商品形式出售的有德国BYK公司生产的BYKETOL-OK和BYKETOL-SPEEIAL,前者推荐在烘烤型涂料、类及硝基漆中使用,具有防止气泡、针孔、缩孔的作用,用量为漆量的2%-7%。后者推荐在聚氨酯和环氧树脂涂料中使用,也可在硝基漆中使用,主要是提高流平性、防止气泡孔和缩孔。用量为漆量的2%-5%。(2)丙烯酸类流平剂 - 多元或改性共聚物 第二类是以相容性受限制的长链树脂为主要组成物。常用的有:聚丙烯酸酯类、醋丁纤维素类等。起作用是降低涂料与底材之间的表面张力而提高润湿性。由于其分子量
19、较低,同涂料的树脂不完全相混溶。因其表面张力较低,可以从树脂中渗出,使被涂物体润湿,及早排除被涂固体表面所吸附的气体分子。因为这种被吸附的气体分子若被排除的时间过迟,涂料粘度会迅速上升,阻碍气体排除。这样就会在固体化涂膜表面形成凹穴、缩孔、桔皮等缺陷。 这类流平剂多为丙烯酸酯共聚物,它们与环氧树脂、聚酯树脂和部分聚氨酯树脂的相容性较差,因此,在与这些树脂配伍时用量都不宜过大。在环氧树脂中为树脂质量的0.51.0%;聚酯树脂中为1.0%左右;聚氨酯树脂中为1.01.5%。 常用的有Henkel公司的 Perenol F40,可用在醇酸、环氧、氨基/丙烯酸烘漆,丙烯酸涂料,聚氧乙烯共聚物涂料,双组
20、分聚氨酯涂料,氯化橡胶涂料,硝基漆中,也可用在粉末涂料中,用量为0.21.0%。 另外 ,BYK公司的 BYKVP354、3609、 3529 Tego Chemie Service GmbH 公司的Tego Flow 300等,使用效果较好。推荐在聚氨酯涂料、双组分环氧树脂涂料、醇 酸/氨基涂料、丙烯酸/氨基涂料中使用。(3)有机硅类流平剂 应用最早、最广泛 第三类是以相容性受限制的长链硅树脂为主要组成。常用的有二笨基聚硅氧烷,甲基笨基硅氧烷,有机基改性硅氧烷等。这类物质具有控制表面流动之效果,起到改善刘平作用。而且当溶剂挥发后,硅树脂在涂膜表面形成单分子层,它是一层极薄而光滑的膜,从而改善
21、涂膜的光泽。另外,硅油本身是一种表面活性剂,它又可以提高对底材的润湿性,从而改善流平性。目前市场上使用比较多的产品有,Henkel公司的Perenol S4、S400、S43;台湾得谦公司的435、455、466;BYK公司的BYK300(聚醚型)、310(聚酯型);Tego公司的Tego Glide 100,ZG400,405,406,450等ftjb都是聚醚改性的。 防流挂剂1.定 义流挂也叫流坠,指在垂直面上涂装时涂料下垂,在发生流挂区域内,涂膜厚度变得不均匀,出现堆积现象。流挂的形态各异,有的面积较大成帘暮状,有的成条纹状、水柱状、波纹状。2.驱动力 重 力3.影响因素式中V为流挂速度
22、,h为涂膜厚度,2gh2V为涂料密度,为涂料粘度。即粘度越低,涂膜越厚,越容易产生流挂。 涂料的粘度低,涂膜薄有助于防止流挂,但不易流平,可见流平与流挂恰好是矛盾的。而防流挂剂具有缓和这对矛盾的功能。防流挂剂能够通过次价键形成网状结构体,使涂料获得结构粘性、变成触变流体,从而使涂料达到既能流平而又不流挂的目的。防流挂和防沉剂基本上是通用的,都有增稠触变作用,在涂料中能形成网状结构,防止流挂和沉降。4. 流平与流挂5. 种类蓖麻油衍生物 Henkel 公司的Rilanit Special Micro Rilanit HT Exrta; NL公司(美国)的 Thixcin R. Thixatroi
23、ST ; ICI公司的Thixomen . 氢化蓖麻油用于氯化橡胶、乙烯类。环氧和醇酸树脂漆中,尤其用于厚浆涂料中,无气喷涂,要求在高剪切速率下粘度的,便于施工。在成膜时,很低剪切速率下涂料粘度高,防止垂直面上流挂。在贮存中粘稠,防止颜料沉降。有机改性膨润土 产品有:天津有机陶土厂生产的4604。4605和浙江临安助剂厂的S01;进口产品有NL公司的BENTONE 27、34 、38等。金属皂 辛酸铝,硬脂酸钙、锌、铝和稀土皂等。聚乙烯蜡 是乙烯和其他单体在高压下经自由基聚合反应制得,主要产品有:台湾德谦公司的201 防沉剂,NL公司的MPA系列产品。分子量15003000的乙烯共聚物统称聚乙
24、烯蜡,使之溶胀和分散于非极性溶剂中,制成凝胶体,用于氨基聚酯树脂等涂料中,可获得触变性能。 超细二氧化硅 这是一种经过表面处理的气相二氧化硅,以便于在涂料中分散,常用产品有Dcgassa公司的Aerosil R972、Cok84、300、380等等。气相二氧化硅用在非极性液体中有最大的增稠效应。在这种体系中二氧化硅颗粒和液体中分子间的相互作用在能量上大大弱于颗粒自己相互之间的相互作用。气相二氧化硅采用三辊磨分散效果最好,高速搅拌次之。 二氧化硅可用于防锈材料、厚浆涂料,提高贮存粘度,防止颜料沉降,改善涂膜流挂。气相二氧化硅的缺点是在贮存中粘度和触变性有下降趋势。 经处理的微细碳酸钙 粒径为25
25、-60微米的碳酸钙经脂肪酸或树脂处理,用于长油度醇酸涂料,乙烯类涂料。 控制颜料絮凝防沉剂 能收附在颜料和填料表面,使分散后的颜料产生微弱的絮凝结构和相应的粘度。从而使涂料具有防沉,防浮色发花的作用。三三 消泡剂消泡剂 1. 泡沫的产生原因表面活性剂的存在 涂料是多种材料组成的,各自表面张力不同,具备了起泡的因素。若加入表面活性剂,会形成发面膜,就容易产生沫;化学反应产生的气泡 聚氨酯涂料中若混入微量水,水与异氰酸酯发生反应会产生二氧化碳气体,在漆膜中出现小气泡和针孔;在有孔隙的底材上涂装,孔隙内的空气自涂膜内部上溢,因气泡上升不到表面,留在涂膜中就形成鱼眼,若上升到表面,就会形成缩孔和针眼。
26、尤其是在木材或水泥的底材上涂装,经常会出现气泡。 2. Marangoni 效应 3. 消泡剂作用机理 4. 消泡剂种类水系涂料用消泡剂的主要成分有水不溶的矿物油、蔽烯油、脂肪酸低级醇酷、高级醇、高级脂肪酸、高级脂肪酸金屑皂、高级脂肪酸甘油酯、高级脂肪酸酞胺、高级脂肪酸和聚乙烯多胺的衍生物、聚乙二酵、PI MroMM型、ucON型聚醚、有机磷酸三酯、有机硅树脂、改性有机硅树脂、二氧化硅有机硅配合物等。溶剂型涂料使用的消泡剂的主要成分有低级醇、高级脂肪酸金属皂、低级醇的磷酸园、有机硅树脂、改性有机硅树脂、二氧化硅和有机硅树脂的混合物,有机高分子聚合物和齐聚物的衍生物等。常用的产品有: 德国Hen
27、kel公司的Perenol E1、.E2、E3,可用于硝基漆,醇酸漆,丙烯酸漆。环氧树脂漆。 德谦公司的5500,6500在聚氨酯涂料中使用效果较好。 Tego公司 Airet 930、 Tego Flow 300 荷兰EFKA公司的EFKA20、21、22和EFKA 772、777。 BYK公司的产品有BYK051、052、053、055、057、056、066、070、077、080等。四四 消光剂消光剂 近年来,在某些领域因使用目的和环境的需要,常采用无光或平光的涂层来装饰和保护材质。特别是木材用无光或平光涂层装饰,既适应现代的美学观,又使视力不易疲劳,很受人们青睐。 我们把加入涂料中主
28、要影响光泽亮度的各种天然和合成的材料称为消光剂。当光从光滑表面上反射,就出现光泽。当光射到表面上是散射而不是反射时,表面无光泽。在漆膜中任何微小的不规则性将会引起光的散射。消光剂是在漆膜干燥和固化时,在漆膜表面提供微小粗糙以降低光泽。粗造表面是散射光而不是反射,观察到的是无光表面,用消光剂可增加漆膜表面不规则性,但保持平滑。 高颜料份涂料通常具有低光泽,因为颜料粒子突出在表面使表面组糙。光泽通常与水平面成60角来测定。许多配漆师为达到这个目的在配方中加入填充料。有时候加入完全不同材料如廉价的木粉,在漆膜表面造成不规则。有些消光剂专用于降低光泽。 配方考虑在决定选用哪种类型的消光剂之前,最终使用
29、者必须考虑涂装表面光滑性,漆膜透明性和总的外观,同样消光剂的选用会产生施工性能的重大差别如粘度、重新分散和光泽稳定性。 二 消光剂种类及作用机理消光剂有机 合成蜡及硬脂酸的金属皂等 悬浮型的,随着溶剂的挥发, 析出悬浮在涂膜的表面无机 合成二氧化硅、高岭土、硅藻等 充填型的,均匀地分散在涂层的 体积内目前,用蜡处理的二氧化硅是涂料工业最好的一种消光剂。用蜡对无机消光剂尤其是二氧化硅进行表面处理,改善了二氧化硅的分散性能,改进了易产生凝聚沉淀的弊病,保留了二氧化硅消光效率高的特性。同时,把蜡手感好、耐划伤性强等优点也赋予丁二氧化砖。二氧化硅:二氧化硅在工业上是作为一种典型的消光剂,它适用于溶剂型
30、和水性体系,实际上用于所有类型树脂体系中:丙烯酸类,乙烯类聚酪类,硝基纤维素类,聚氨酯类和醛酸类。光泽的降低与粘度增加有密切关系,而粘度增加有时候对我们的配漆工作带来困难。在有机溶剂型、水性和高固体涂料中,用合成二氧化硅消光剂生产出低光泽的漆膜。特别是水性罩面漆不能承受高剪切力,否则会破坏乳液和起泡沫。因此消光剂必须容易润湿且在低剪切条件下进入涂料中。适用的二氧化硅是沉淀二氧化硅,气相二氧化硅,硅藻土,二氧化硅凝胶。应用:二氧化硅用于建筑涂料,清漆,卷材涂料和一般工业涂料,工业木器漆、面漆、防腐蚀底漆、美术漆及绒面漆等方面。有些涂料特别是卷钢涂料对合成二氧化硅的质量要求非常高。精致的家具及其他
31、木器产品上用的透明涂料,消光后能获得半光漆。木器漆的一条非常重要的原则是透明度,这并不能从天然消光剂中获得,因为它们的折射率比涂料中树脂高。两者在折射率上的差异造成体系内部产生混浊,因此所用的消光剂必须与溶剂型涂料和水性涂料体系中的树脂折射率近似。 通过二氧化硅与树脂的折射率的匹配及控制粒子的大小就能获得涂料的透明性。它的表面是否处理,对涂料的透明性有重大影响。水性涂料要比常规溶剂型涂料的沉陷问题要严重。因为这样,有时要使用蜡处理过的二氧化硅、因它们能提供较好的悬浮性能。但在分散过程中要特别注意,因为如蜡从二氧化硅上脱开,将在最终漆膜中产生缩孔。在溶剂型涂料中二氧化硅总是作为后添加剂。水合二氧
32、化硅有充满水的孔隙,不会产生聚结问题。为将多孔二氧化硅加到水性体系中,二氧化硅必须先在水分散介质、成膜助剂、共溶剂和增稠剂中进行预润湿,然后加入聚合物分散体中。 增光剂增光剂:与消光剂相反,那些能降低漆膜表面粗糙度而增加光的直射、反射的物质称为增光剂。能够改进涂膜表面平整度和光洁度的助剂都有增光的作用。如润湿分散剂促进颜料良好分散,是提高成膜后高光泽的重要条件。流平改进表面平整度,提高涂膜光泽,有机硅体系,改进表面张力,流平性,也对增光有作用。 发花与浮色总称为颜料漂浮,这是涂料施工后漆膜仍处于湿态时所发生的颜色变化,但二者表与形式却不同。发花指新涂成的涂膜中存在多种颜料的不均匀分布,通常呈条
33、斑窝斑状,可以理解为颜料垂直方向的分离。浮色是指涂料施工之后湿膜中的颜料呈水平方向层状分离,也就是涂膜中多种颜料的一种或几种颜料较密集于涂膜表层呈均一的分布,但却与原配方有明显有颜色差别。造成涂膜发花、浮色的原因是混合颜料湿润分散不好,产生絮凝,聚集的大粒子运动变缓慢,与未絮凝的颜料粒子形成运动速度差,颜色分布不均,形成发花,浮色。混合颜料中各种颜料比重差别大,湿润分散不好,重力的影响结果,比重小的颜料浮往涂膜表面,也造成发花与浮色。另外的原因是涂料粘度小,溶剂含量高。施工后大量溶剂挥发,表面温度大降,粘度增高。涂膜表面的张力大于内层。这样涂料形成从里层向上表层运动的力,重力的影响又使涂料往下
34、沉。这两种力的反复作用,形成涡流,使涂膜干燥后形成不规则的网纹或条纹,有桔皮现象。五、防止发花、浮色助剂五、防止发花、浮色助剂解决涂膜浮色和发花,首先要选择好树脂和溶剂,混溶性要好,粘度合适。在这个前提下采用助剂努力完成解决。一类助剂是颜料湿润剂,最简单的是添加环烷酸锌(也是助催干剂)研磨分散,对防止发花浮色有一定作用。其他湿润分散剂也能有效地防上浮色、发花。另一类助剂是流平剂,常用硅油,可以减少颜料发花,对防止颜料浮色没有效果,其他流平剂如低粘度有机硅树脂、聚丙烯酸树脂等也有效果。添加增粘剂和触变剂,使涂料具有结构粘性,改变涂料的流变性,减少涂料的全体运动性,防止浮色和发花,前面介绍的流变助
35、剂 均可使用。 六、催干剂和防结皮剂六、催干剂和防结皮剂催干剂与固化剂是有区别的,固化剂要与聚合物中官能团起化学反应。陷于剂本质上是催化,与聚合物不起化学反应。催干剂能够促进或加速可氧化漆料的干燥、固化和硬化。在涂料中最常用的催干剂是单羧酸的金属皂。 催干剂对在室温和较高温条件下固化涂料起催化作用。金属在任何情况下是作阳离子,并有一种以上处于氧化状态的能力。油性能的干燥通过吸收氧气,形成过氧化物,再经过氧化物分解过程来完成,油漆中催干剂的存在加速了氧气吸收和漆膜干燥。醇酸在其双控上吸收氧原于打开双镑形成自由基,经聚合形成干漆膜。不加催干剂的醇酸树脂,经几天干燥后,漆膜仍松软,加了催干剂的醇酸树
36、脂经几小时就表干隔夜实干。 催于剂是有机酸的盐类(即羧酸金属盐),通常为C6C10酸如环烷酸和新癸酸。酸的选择似乎对干燥没有影响,它主要是影响溶解性,稳定性和功效。酸使金属能溶于树脂体系中。不可溶的盐,如乙酸盐和氯化物无催干功能。催干剂的用量总是以金属按树脂固体份计的百分数来表示一般范围在0.0l0.6。催干剂的分类。催干剂分为氧化型,聚合型和助催化剂。氧化型催干剂(又称为主催干剂或者活性催干剂)促进氧气被漆膜吸收并催化形成过氧化物和分解。这类催干剂能加速涂料的表面干燥。活性金属能促进氧化反应,又称为“表”催干剂。助催干剂能促进聚合反应又称为透催干剂。通常使用至少一种活性催干剂和一种或多种助催
37、干剂。在氧化固化体系中催干剂适当搭配对该膜稳定性、固化速度及其性能的提高很重要。主要的金属催干剂有:活性的钻,锗,铁,饰,稀土金属,钒和促进剂。辅助的铅,钙,铬,锌,钡,铋,锂。气干型涂料在使用和贮存中,表层于空气接触,已被氧化胶凝,逐渐结膜,以致结厚皮及至凝胶,无法使用。抗结皮剂就是阻滞气干型涂料表皮结皮。气干型涂料在生产使用过程中,采用溶剂盖面等隔离空气措施以延迟结皮,但效果不明显。抗结皮剂能有效地防止结皮。植物油中的生育酚类物质是天然的防结皮剂,使植物在贮存过程中不易氧化结皮,理想的抗结皮剂不但具高效的抗结皮效果,而且无损害涂料性能的副作用如延迟干性,影响色泽及气味等。常用抗结皮剂有酚类
38、及肟类两种。目前使用的抗结皮剂,实际是抗氧化剂,对气干型涂料表面氧化有延缓作用,因而对氧化固化干燥速率都有一定的影响。 1.酚类抗结皮剂对苯二酚被氧化活性极强,且与涂料混溶性较差。一般选用邻、对位有取代基的酚类化合物作抗结皮剂。酚类化合物对抗结皮虽有良好效果,但对涂膜表干影响较大,使用不当会使涂膜几天不干。且易使涂膜泛黄,一般涂料不使用酚类化合物为抗结皮剂。2.肟类抗结皮剂 具有C=NOH基团的化合物都称肟类,常用的肟类抗结皮剂有甲乙酮肟、丁醛肟和环已酮肟。肟类化合物与涂料混溶性好,防结皮性能好,对气干型涂料施工后涂膜表干影响较小。肟能与催干剂的金属离子形成络合物,使催干剂失去催干作用而延迟涂料的结皮。在成膜过程中肟挥发,催干剂恢复催干作用。肟类抗结皮剂一般在催干剂之后加入涂料体系,这样不影响涂料颜色。丁醛肟适用于油性漆及酚醛漆中,甲乙酮肟则适用于醇酸漆及环氧酯涂料中。防结皮剂应用效果的测试方法: 取一个125ml广口玻璃瓶,将已加入结皮剂的漆倒入瓶中,添加量为90+-2ml把瓶盖盖严,避光贮存在232的条件下,48
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