水性涂料常用的助劑(水性涂料第三篇)
成膜助劑
水性涂料的成膜助劑一般為醇醚類型的溶劑,最為常用的是二乙醇醚類、丙
二醇醚類以及N-甲基吡咯烷酮等成膜助劑,并具有高低沸點(diǎn)之分。
目的:降低產(chǎn)品的最低成膜溫度使乳液粒子很好地融合成為均勻的漆膜。
缺點(diǎn):多數(shù)成膜助劑是涂料有機(jī)揮發(fā)物(VOC)的重要組成部分,對(duì)voc要求比較嚴(yán)格的時(shí)候,收到使用限制。
用量:成膜助劑的量取決于配方中乳液或水分散體的用量和玻璃化溫度配方設(shè)計(jì)時(shí),首先考慮成膜助劑大約占乳液的或水分散體的3%-5%,或占乳液或分散體固體分的5 %~15%。但是,對(duì)Tg 超過(guò)35℃的聚合物乳液可能要提高成膜助劑的用量才能保證低溫成膜的可靠性。成膜助劑的用量達(dá)乳液或分散體的15%或者更高是不可取的,應(yīng)考慮更換其他成膜助劑再試
其他優(yōu)點(diǎn):改善工性能,增加漆的流平性,延長(zhǎng)開放時(shí)間,提高漆的貯存穩(wěn)定,特別是低溫防凍性。
水性涂料在夏季施工時(shí),水分揮發(fā)較快,即表干相對(duì)過(guò)快,有部分水分可能會(huì)在未干透之前封閉在涂膜內(nèi),導(dǎo)致涂膜發(fā)白或是流平不好的弊端。可通過(guò)添加少量適當(dāng)而合適的高沸點(diǎn)溶劑來(lái)延緩?fù)磕さ母稍锼俣?,延長(zhǎng)涂膜的開放時(shí)間,改善其施工性能和涂膜外觀。
在冬季里,由于氣溫較低,水性涂料的干燥速度較慢,也即水的揮發(fā)較慢,但成膜助劑相對(duì)比水揮發(fā)快一些,或許部分不水一起蒸發(fā),使水性涂料不能形成致密的涂層,導(dǎo)致水性涂料的涂膜存在發(fā)白和開裂的現(xiàn)象。所以添加成膜助劑時(shí),一定要考慮克服水性涂料在不同季節(jié)的施工性,同時(shí)還要考慮其盡可能干燥速度快一些,這也是水性涂料最難的技術(shù)要點(diǎn),尤其是Tg 較高的丙烯酸分散體更是難解決的問(wèn)題。因此,多種成膜助劑來(lái)搭配是最好的選擇。
成膜助劑有一個(gè)不樹脂體系的相容性問(wèn)題,在一個(gè)體系中很好的成膜助劑在另一種水性木器漆中可能造成體系不穩(wěn)定,或者起嚴(yán)重,或者重涂性不良。配方設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到這一點(diǎn),并且過(guò)試驗(yàn)選取最佳成膜助劑及其用量。
消泡劑和抑泡劑
消泡劑是水性涂料中最難控制消泡不流平達(dá)到平衡的助劑之一。漆液在涂裝中因攪動(dòng)會(huì)產(chǎn)生氣泡。存在于漆液中的氣泡如不及時(shí)消除,漆膜干后,形成不可接受的瑕疵。漆液在生產(chǎn)過(guò)程中、泵送和灌裝時(shí)也會(huì)產(chǎn)生氣泡。
一般來(lái)說(shuō),消泡劑分為抑泡劑和破泡劑兩種,抑泡劑的作用是抑制水性涂料在外力的作用下泡沫產(chǎn)生,而破泡劑主要是在已生成泡沫膜的表面迅速散布,破壞氣泡的彈性膜,使之破裂,但常常兩種搭配使用效果比較好,否則至少要選擇一種有效的消泡劑。多數(shù)消泡劑,特別是機(jī)硅消泡劑,在用量過(guò)大時(shí)會(huì)使?jié)衿崮ぎa(chǎn)生縮孔,因而消泡劑的用量以能基本消除氣泡為原則,不可過(guò)度追求消泡效果,以免出現(xiàn)縮孔等副作用。對(duì)于水性木器漆,礦物油類消泡劑比有機(jī)硅消泡劑的寬容性大,添加稍多不容易出現(xiàn)嚴(yán)重的縮孔,可以優(yōu)先考慮選用。
目前市場(chǎng)上已有很多消泡劑,其選擇要非常謹(jǐn)慎,可以從幾個(gè)方面加以注意:
1. 受控相容性,即是要達(dá)到消泡和表面效果的平衡,既要消泡,又要防止縮孔、流平性差等缺陷。
2. 根據(jù)施工條件和方法進(jìn)行消泡,例如刷涂、噴涂以及輥涂面臨不同的起泡程度,也意味著不同的消泡劑選擇。
3. 抑泡和破泡的平衡,可根據(jù)不同加工和施工方式,合理搭配。
4. 長(zhǎng)效消泡性能。許多消泡劑在漆液貯存過(guò)程中會(huì)逐漸減弱其消泡性能,在設(shè)計(jì)配方時(shí)應(yīng)使漆中的消泡劑含量偏高一些。
消泡劑的用量占整個(gè)配方的0.05%~0.5%,最好在0.1%左右,如果所用的消泡劑添加量超過(guò)0.5%才有好的消泡效果的話,應(yīng)考慮更換消泡劑。不同的樹脂體系對(duì)消泡劑的敏感程度不同。 水性消泡劑選定的類型和用量必須根據(jù)不同的體系,通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。
潤(rùn)濕流平劑
潤(rùn)濕流平劑能有效地降低體系的表面張力,顯著改善水性木器漆的施工效果。加入潤(rùn)濕流平劑后漆對(duì)底材的潤(rùn)濕性能和滲透性增加,漆液的流平性得到改善,有時(shí)還能克服縮邊 (鏡框效應(yīng)) 問(wèn)題。更重要的是流平劑能解決常見的縮孔問(wèn)題,特別是過(guò)度使用消泡劑后引起的縮孔。過(guò)量的流平劑會(huì)抵消消泡劑的消泡作用,使得漆液在施工時(shí)產(chǎn)生氣泡,有的還有明顯的穩(wěn)泡作用,所以應(yīng)盡量選用流平性好、起泡性低、穩(wěn)泡性小的潤(rùn)濕流平劑。流平劑不消泡劑的配合,包括品種的選擇和用量的控制,是水性木器漆配方研究的重點(diǎn).
理想的潤(rùn)濕劑應(yīng)當(dāng)包含以下幾個(gè)方面:
1. 有效降低體系的表面張力能力,改善其對(duì)基材的潤(rùn)濕性和滲透性。
2. 盡可能低起泡性、穩(wěn)泡。
3. 盡可能低的水敏感性。
4. 不影響層間附著力。
5. 良好的表面張力平衡,既能提高基材潤(rùn)濕,又不因過(guò)度降低表面張力而影響流平或產(chǎn)生缺陷。
流平劑一般用量在0.1%~1.0%,最好控制在0.3%左右,當(dāng)消泡劑超量時(shí),為了克服縮孔,流平劑的用量甚至?xí)^(guò)1%。膩?zhàn)优浞街锌刹挥昧髌絼?/span>
流變助劑
流變助劑提供低剪切條件下的流平效果,使涂刷后的漆液能盡快流平,減少刷痕,避免飛濺,但是隨著干燥時(shí)間的推移這種流平作用減弱,漆膜固定,又可避免漆液在垂直面上產(chǎn)生流掛。
流變助劑從性能上可分為高、中、低三種剪切黏度的類型:低剪切黏度的流變助劑能夠提供罐內(nèi)黏度,防止顏料沉降,并有效的控制漆液在立面作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的流掛;提供中高剪黏度的流變助劑能很好的提高水性涂料的豐滿度和流平性,而與用提高高剪切黏度的流變助劑則幫助流平、防止飛濺以及提高輥、刷涂施工性能。所以,流變助劑的種類和用量必須根據(jù)施工的要求及體系來(lái)選定,一般根據(jù)施工方法的不同來(lái)選定流變助劑類型,往往通過(guò)三種剪切黏度的流變助劑來(lái)搭配才能達(dá)到所需施工效果。
聚氨酯締合型增稠劑是目前在水性涂料中應(yīng)用最廣泛的,但是該類增稠劑在水性涂料體系中的選定不配方中其他成分有密切的聯(lián)系。如增稠效果不水性涂料中的聚合物顆粒大小和疏水性以及助溶劑有很大的關(guān)系,如果水性涂料中的聚合物顆粒越小,越疏水,以及助溶劑在聚合物中的分配系數(shù)越高,其增稠效率就高,否則該類增稠劑添加很大量都沒達(dá)到所需的黏度。同時(shí),建議用水稀釋后,在合理的剪切力下加入,否則也有可能不體系發(fā)生絮凝,產(chǎn)生顆粒。
表面控住助劑
表面控制助劑的種類和作用包括:
1. 改善流動(dòng)和流平;
2. 降低摩擦系數(shù),增滑;
3. 增強(qiáng)抗劃傷能力;
4. 抗粘連;
5. 增強(qiáng)啞粉等的排列;
6. 特殊手感,如柔感等;
7. 其他,如改善涂膜的耐水性、耐污性等。
它們一方面通過(guò)均衡干燥過(guò)程的表面張力,實(shí)現(xiàn)均勻干燥和流動(dòng),降低表面粗糙;另一方面在干燥過(guò)程中集中在表面,形成光滑涂膜,增加滑度和其他特殊性能。
這類助劑主要有兩種:
1. 有機(jī)硅:這類表面控制助劑,添加量很少就能征有效的提高涂膜的抗刮耐磨性等性能,一般與體系的相容性差,如果選擇不當(dāng),往往會(huì)影響涂膜的光澤度及涂膜層間的附著力。
2. 蠟乳液,例如棕櫚蠟和聚乙烯蠟:一定程度影響涂膜的光澤度,這不其的粒徑大小及分布有關(guān)。蠟乳液要加至配方總量的2%~8%才會(huì)有明顯的效果,過(guò)多的蠟乳液影響漆膜強(qiáng)度并降低層間附著力,推薦的最佳用量為3%~5%。膩?zhàn)硬挥孟炄橐海怯刑厥獾谋砻嫘Ч?。一般?shí)色漆中多不必加蠟乳液。有時(shí)蠟乳液可用蠟粉代替。
采用兩種類型的表面控制劑搭配效果更佳,但以下幾個(gè)方面要非常注意:
1. 是否嚴(yán)重影響涂膜光澤度;
2. 對(duì)層間的附著力的影響;
3. 穩(wěn)泡性評(píng)估;
4. 體系的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。