基料和颜料对乳胶漆光泽的影响

1、r、几、41前言光泽是观察者对物体表面反射光的一种感觉，要对它下一个确切的定义比较困难。已经发现1，光泽与镜面反射和漫反射的相对含量密切相关,而镜面反射主要由折射率和光滑度决定。光泽计测量的结果以漆膜表面的正反射光量，与在同一条件下，标准板表面的正反射光量之比的百分数表示。在涂料工业中，不同的被涂物体、不同的使用目的和环境，对涂层的光泽要求不同。例如，轿车、飞机的外壳及有些建筑物的外墙，希望光泽越高越好，以显示它们豪华和高雅的气质;而学校、医院的建筑物，要求墙面光泽较低，使室内光线柔和，以提供安静、舒适和优雅的环境。本研究用涂料工业中常用的颜料（钛白粉、立德粉、铁红、重质碳酸钙、滑石粉、沉淀硫

2、酸钡、云母粉）和乳液苯丙、壬丙（叔碳酸乙烯酯-醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物乳液）、醋丙，探讨了不同颜料体积浓度（PVC）及不同乳液对漆膜光泽的影响。2实验部分211原料和仪器苯丙乳液粒径0.20,5gm广东增城福和化工厂提供壬丙乳液粒径约0.3口in湖南永新科技实业公司提供醋丙乳液粒径0.20,5mil广东增城福和化工厂提供钛白粉（R902）粒径约0.5pm立德粉粒径约45隔滑石粉粒径约45gm云母粉粒径约45u.111沉淀硫酸钗粒径约15p.m重质碳酸钙粒径约15p.m铁红粒径约IT（im212样品的制备样品分为三类:第一类以苯丙乳液为基料，分别以钛白粉、立德粉、铁红为颜料，加入适量的助剂，配

3、成颜料体积浓度（PVC）分别为0、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%的三组样品。第二类以苯丙乳液为基料，钛白粉为颜料，分别以重质碳酸钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、云母粉为填料，加入适量的助剂，配成PVC分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%的四组样品。在这些样品中，钛白粉的体积浓度均为5%，只改变填料的比例。第三类样品分别以苯丙乳液、壬丙乳液、醋丙乳液为基料，钛白为颜料，加入助剂后，配成PVC分别为0、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%的三组样品。配制涂料的步骤如下2:将成膜助剂、流平剂、分散剂、颜料和水按配方量

4、加入容器搅拌均匀;将搅匀的颜料浆用砂磨机研磨分散约1h;颜料浆过滤后,边搅拌边加入乳液,调pH值至78，加适量增稠剂搅匀，即得涂料样品。这些涂料样品所用助剂的种类及用量基本相同。213漆膜光泽的测量按照GB172779漆膜的制备方法，用刷涂法将涂料样品在打底的木板及玻璃板上涂23道，自然干燥一周后，将涂在玻璃板上的漆膜浸水分离，干燥1d，用磁性测厚仪测漆膜的厚度(测10个点,取其平均值)，控制漆膜的厚度在40pm左右。然后按照GB174379漆膜光泽测定法测量漆膜的光泽。3结果与讨论Fresenel研究了没有干扰表面层、非吸收材料光滑表面的镜面反射比R、入射角i和折射率n之间的关系如下3,4:

5、R平行二(cosi-(n2-sin2i)1/2)/(cosi+(n2-sin2i)1/2)2(1)R垂直二(n2cosi-(n2-sin2i)1/2)/(n2cosi+(n2-sin2i)1/22(2)式中,R平行是与入射面平行的偏振光的反射比,R垂直是与入射面垂直的偏振光的反射比。对非偏振光，总反射比为:R=1/2(R平行+R垂直)(3)用(1)、(2)和(3)式，在不同的入射角下R对n作图，可以发现镜面反射比随折射率和入射角的增加而增加,而且当i大于40时,R增加很显著。由此可见，漆膜的光泽与原料的折射率有较大的关系。漆膜表面粗糙度对光线的镜面反射影响最大。有人得出了视觉能感受到光亮的漆膜

6、表面最大粗糙度h的允许值，与入射光波长入和入射角i之间的关系如下4:h二入/cosi(4)在本实验条件下，入射角为45，入射光波长为0165mm,则漆膜表面允许的粗糙度约为0192mm。如漆膜表面粗糙度小于0192mm，则漆膜表面光滑平整，呈高光泽;粗糙度大于0192mm时，则漆膜的光泽就低。乳胶漆中加入颜料时，漆膜折射率增大，按(1)(3)式计算光泽应该增大。但由于颜料的加入使漆膜表面粗糙度增加，且大部分情况下粗糙度远大于h,这对漆膜光泽的降低作用比折射率影响更大，因此实测漆膜光泽随PVC的增加均逐渐降低。图1反映了以苯丙乳液为基料,钛白粉、立德粉、铁红的PVC对漆膜光泽的影响。由图1可见,

7、在所有PVC下，以钛白粉作颜料的样品漆膜光泽最大，而且随PVC增加光泽降低较慢。这是由于钛白粉的粒径最小，而且经过表面处理，在乳胶漆中分散性好，使漆膜表面比较光滑。从颜料折射率来看，钛白粉、立德粉、铁红的折射率分别为2176、1.84、3.01，钛白粉的折射率也比较大，有利于漆膜光泽的提高。立德粉、铁红样品漆膜的光泽随PVC下降较快,PVC小于25%时，铁红样品漆膜的光泽较高;PVC大于25%时则相反。这是由于立德粉和铁红都没有经过表面处理，在乳胶漆中分散性不太好，使颜料絮凝体粒径增大，颜料表面吸附基料的量减少,漆膜表面粗糙度增加,光泽降低。低PVC时,铁红的折射率较大及粒径较小起主要作用，导

8、致漆膜光泽较高；PVC较高时，铁红的密度大（P铁红二5.24g/cm3,p钛白二4.2g/cm3,p立德粉二4.3g/cm3）及分散性较差起主要作用，使漆膜光泽降低。7050PVC/%白粉；一立徳粉；占红图1颜料的PVC漆膜光泽的关系*102030405060PVC/%達质碳酸钙；吕石粉；TJt淀硫酸顿；一云母粉图2钛白作颜料时几种填料的PVC对漆膜汜泽的影响图2比较了以苯丙乳液为基料，钛白为颜料，重质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉为填料的PVC对漆膜光泽的影响。重质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉的折射率分别为5:1165115911641159,密度（g/cm3）分别为：2171、2185、

9、4135、2185。经过制漆过程中约1h的研磨，它们的粒径分别为:10|Jm、25m、10pm、25pm。由图2可见，四组样品漆膜的光泽在各个PVC下，变化不大。相对来说，重质碳酸钙和滑石粉样品漆膜的光泽好一些，而沉淀硫酸钡的则差一些。重质碳酸钙折射率大,粒径小，漆膜样品光泽较高在情理之中；滑石粉样品漆膜的光泽较好可能跟它与乳液的相容性好有关。从图2还可看出，当填料粒径远大于表面粗糙度的允许值0192Jm时，由于小粒径的基料粒子填充到大粒子空隙之间，颜料粒径间的差距对漆膜光泽的影响变小。图3比较了以苯丙、壬丙、醋丙乳液为基料，钛白粉的PVC对漆膜光泽的影响。苯丙、壬丙乳液样品漆膜的光泽好一些，随PVC的增加，光泽缓慢降低;醋丙乳液样品漆膜光泽较低（PVC为0时除外），且随PVC增加光泽降低较快。这三组乳液样品折射率及粒径相差较小，漆膜光泽主要是由乳液与钛白的相容性决定。醋丙乳液样品放置一段时间（约2个月）后，出现分层，说明醋丙乳液与颜料在此条件下相容性不太好，导致粒子变粗，漆膜粗糙度增加，表面光泽降低。另外，从它们的玻璃化温度来看（苯丙、壬丙、醋丙乳液的玻璃化温度分别为12C、21C、17C），苯丙乳液的玻璃化温度最低，有利于粒子在常温下聚结，形成光滑的表面。至于助剂的选择问题，有待进一