水性色浆的性能分析

作用与其自身同周围介质的折射系数之差有关，折 射系数差别越大反射作用越强，遮盖力越强，因 此，在一定范围内颜料粒度提高，遮盖力增加。颜 料粒子粒径变小时，比表面增大，着色强度增加， 但达到纳米级时颜料将会是透明的，其遮盖力将会 下降。此外，粒度对颜料的色光也有影响，通常粒 径大，粒度分布较宽，色光发暗；反之色光鲜艳。 另外，粒度还会影响颜料的耐光牢度。颜料粒径越 小，其比表面积愈大吸收光能就多，细度小，尽管 其着色力提高，但耐候性相对降低，受破坏的程度 也增加，因此，褪色较快。颜料颗粒的粒径对分散 稳定性也有影响，粒径分布越窄，分散性就越好， 平均粒径越小，越不容易沉降。但是粒径过小，容 易发生絮凝，发生絮凝是由于粒子小，比表面积增 大，表面自由能也增大，粒子总有自动减小表面积 的趋势，从而发生絮凝的机会也会增大，不利于分 散。在生产水性色浆时，对不同产品应控制一定的 细度范围。 ２色浆的稳定理论
当体系中颗粒浓度较低，颗粒的距离较大，超 出了电荷稳定的作用范围，在重力的作用下容易发 生沉降。那么可以选用非离子型表面活性剂进行锚 固空间位阻稳定，主要是形成胶束包覆及支链枝丫 效应稳定，稳定效果与胶束的形状有很大关系。胶 束的形状与表面活性剂的用量有关，随着表面活性 剂用量的增加，胶束形状由球状一椭球状一棒状转 化。球状稳定效果及综合性能较好，即临界胶束浓 度（ＣＭＣ）。 ３助剂的选择和色差控制
要使得体系稳定，必须使颗粒不容易接触，为 此可选用离子型分散剂，利用双电层排斥稳定颜料 粒子。要得到高稳定的着色剂颜料浆，就需要提高 双电层的厚度来控制ｚｅｔａ电位。由于ｚｅｔａ电位的测 定较复杂，加之Ｚｅｔａ电位的主要来源是由离子型表 面活性剂贡献¨】，那么，要求对助剂的量和种类进 行确定。
助剂量的确定可以利用“丹尼尔流动点”的测 定，并在其基础上进行修正，则可以得出在该体系 中稳定化的助剂用量。一般对不同品种的着色剂是 在其“丹尼尔流动点”时助剂用量的２￣２．５倍即可达到 稳定的良好效果，综合性价比较理想。助剂量过大 会使得体系的黏度升高，并且会产生“桥联”效应； 助剂量少则不能达到稳定分散的效果，同时会引起 相容性的问题。 ２．２空间位阻稳定
（１）
式中：△Ｅ表示是色差、Ｌ表示明亮度、口表示红绿 色相、易表示红蓝色相、△ｃ表示色调饱和度。
４高保湿性
水性色浆一般都是由低沸点的表面活性剂和水 作液相，在调色过程中将会有一定时间暴露在空气
中。如果体系的保湿性不理想，由于体系的溶剂挥 发，可能会产生表面变厚或结皮现象，从而使得体
系中局部的色浓度变高，导致配色的误差大，高温
水性色浆的性能分析伍金平
系中应用拉乌尔定律及Ｇｉｂｂｓ自由能对合理设计配方 有一定的指导意义。一系列优秀的色浆必须具备着 色力强、流动性好、长时间储存不结块，不沉淀， 不返粗、固含量高、产品黏度稳定、泡沫低，不风 干，遇冰冻可融化后再使用，不发霉、尽可能低的 ＶＯｃ，批次间色差少等性能。
参考文献：
［１】崔爱莉，王亭杰，何红，等．超细二氧化钛粉末在水溶液中的分散【Ｊ】．过程 工程学报，２００ｌ，２ｌ（１）：９９一ｌＯｌ
ｗａｔｅｒ ｂａｓｅ ｃｏｌｏｒａｎｔ ｆ如ｍ ｂａｄ ａｎｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｃｏｌｏｒａｎｔｓ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｎｕｅｎｃｅ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ
ｐｅｒｆｏⅡｎａｎｃｅ Ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｂａｓｅ ｃｏｌＯｒａｎｔ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｗｉｔｈ ｐｈｙｓｉｃｏ—ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．
讨了影响水性色浆的保湿性、相容性等性能的因素。
关键词：乳胶漆； 水性色浆； 颜料制备物； 性能分析
中图分类号：ＴＱ６３０．１ 文献标识码：Ｂ
文章编号：１００４—１６７２（２００７）０４—００１６—０３
ＡｎａＩｙｓｉｓ ｏｆ Ｐｅｒｆｏｍａｎｃｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒｂｏｍｅ Ｃｏｌｏｕｒ Ｐ嬲ｔｅ，Ｗｕ Ｊｉｎ－ｐｉｎｇ ｅｔ ａｌ，，Ｋｕｎｓｈａｎ Ｓｍａｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈ肿Ｉｏ野
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水性色浆的性能分析伍金平
水性色浆的－陡能分析
伍金平，杜长森，吕仕铭
（昆山市世名科技开发有限公司，江苏昆山２１５３３７）
摘要：介绍了水性色浆在水性产品着色中的地位。水性色浆应具备保湿性、稳定性、窄带粒径分布、良好的相容
性等性能，以此指导用户评判水性色浆的优劣，也可为生产和制备色浆的厂商作为参考。着重从物理化学方面探
［５】Ｔａｔｓｕｏ Ｓａｔｏ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ【Ｊ】．Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． １９９３，８２５（６５）：ｌ １３—１２１．
收稿日期：２００７一０２．１２ 基金项目：江苏省火炬计划项目（Ｈ２００５１８３） 作者简介：伍金平，工程师，主要从事水性色浆方面的开发与应用研 究。单位地址：（２ｌ ５３３７）昆山市黄浦江北路２１９号，电话：０５１２． ５７６６５８８５，Ｅ—ｍａｉｌ：ｗＩ巧ｐ＠ｓｍｃｏｌｏｒ．ｃｏｍ．ｃｎ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，
ｃｏｌ嘶ｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｔｌｉｓ ａｎｉｃｌｅ ｉｎ臼ｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｔａｔｕｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｂａｓｅ ｃｏｌ６ｒａｎｔ ｏｎ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｏｕｔ
ａｑｕｅｏｕｓ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｏｎ
ｃｏｌｏ啪ｔ ｍｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｍｅ ａｎｉｃｌｅ ａｌｌａｌｙｚｅ ｗａｔｅｒ ｂａｓｅ
分离是更有序，结果熵的变化是负的）。大多数△ｓ。
是正的，熵变化有利于混合，所以当△＆是正，这
两体系可混合。
６结语
高品质水性色浆对自身的粒径、分散稳定、助
剂选择、保湿、相容性有很高的要求，水性色浆体
（上接第７页） 试，还能用于聚氯乙烯树脂与增塑剂的干混料性 能、树脂与稳定剂组合的热稳定性能、最佳加工温 度的选择等的测试。其中的熔融特性是热塑性聚氯 乙烯树脂加工难易和制品优劣的关键，检测和控制熔 融性能更是提高树脂塑化和加工质量的有效途径。
ａｂｏｕｔ ｔｌｌｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｐｅｒｆｂｎ】１ａｎｃｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ，
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｎ枷ｗ ｐａｎｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｇｏｏｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｅｔｃ．ｗｈｉｃｈ ｂｏｍ ａｓ ｔｌｌｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｕｓｅｆｓ ｔｏ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈ ｇｏｏｄ
保湿是有利的。众所周知，溶剂的挥发发生在溶剂／
空气界面，所以表面积对体积比形成影响；再者，
挥发速度决定于空气／溶剂界面上空气中溶剂的分气
压，所以流过表面的空气流速是重要的。如果挥发
出去的溶剂分子不能快速地带走，那么溶剂的分压
增大而挥发受压制。一般来说，水性体系溶剂的蒸 气压在保湿性能中扮演着重要角色。对相对湿度而
水性色浆，也称为颜料分散体。优秀的水性色 浆必须与水性聚合物乳胶体相容性好、质地均匀、 不含交联剂和ＡＰＥ（烷基苯酚多乙二醇谜）溶剂。在 选材上应选用具有优良的耐候性、耐光、耐化学腐 蚀及抗紫外线性能的优质颜料。成品着色剂应是着 色力强、流动性好、长时间储存不结块，不沉淀， 不返粗、固含量高、产品黏度稳定、泡沫低，不风 干，遇冰冻可融化后再使用，不发霉、尽可能低的
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的黏度升高，颜色不易完全展出来，重现性差，色
泽暗淡。出现这种情况的主要原因是基于两体系的
亲水亲油平衡值（｝玎墙）的不配伍【５】，通常在两体系之
一添加“相乘剂”来调节ＨＬＢ值得平衡，“相乘剂”主
要是通过自身的极性来通过“诱导效应”拉平两者的
ＨＬＢ值的差距。
事实上，水性色浆与各种水性基准物体系相容
水性色浆的稳定，可利用电荷稳定理论和空间 位阻理论进行解释。电荷稳定理论主要是指ＤＬＶ０ 理论，主要考虑颗粒之间双电层的作用；而空间位
万方数据
化学建材２００７年第２５卷第４期
阻理论则充分考虑了非离子型高聚物的空间位阻作 用。分散颗粒之间具有相当大的排斥力，足以抵消 范德华力和布朗运动引起的碰撞，并且能抵消重力 引起的沉降作用时，才能稳定的存在。这种排斥力 主要来自两个方面：一是颗粒周围的双电层或者说 表面电荷之间的同性电荷的排斥作用；另一个方面 是颗粒表面所吸附的非离子物质之间的相互作用。 ２．１双电层稳定及助剂量的确定
工业着色剂在调色配色过程中，希望其每次的 颜色的重现性一致，那么则要求对批次间水性着色 剂有严格的色差控制，一般色差控制依托色差计来
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加以评定。有较好颜色重现性的水性工业着色剂色 差控制在△Ｅ小于０．５，着色强度在正负５％。色差可
用（１）式表示：
△Ｅ＝（△Ｌ２＋△以２＋△易２）１７２
△Ｃ＝（△口２＋△易２）１７２
不同的颜料对助剂有很强的选择性。具有一端 有高密度活性基团结构的助剂用于无机颜料的分 散，性能优良：用于有机颜料和象炭黑一类具有稠 环结构的颜料，应用具一端平面大Ⅱ键环结构或亲 颜料基团的助剂口ｌ。制备氧化铁颜料浆时，一般只 用阴离子型分散剂（高分子钠盐）口】。在分散过程中， 该分散剂离解成带正电和带负电的离子和离子团。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：Ｌａｔｅｘ ｐａｉｎｔ；ｗａｔｅｒ ｂａｓｅ ｃｏｌｏｒａｌｌｔ；ｐｉｇｍｅｎｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓ；ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｍｐｅｒｔｉｅｓ
水性色浆是乳胶漆必配的着色材料，并且其应 用领域不断延伸。生产环保型水性色浆是我们必须 探索的课题。
水性色浆一般由水、粉状颜料、表面活性剂、 助溶剂、保湿剂等组成。
言，在相同条件下，相对湿度越大，水挥发越慢。
当相对湿度接近１００％，水的挥发速度接近零。湿度
和温度对保湿有一定的牵制作用。 鉴于水性着色剂体系中的成分复杂，所选用的
溶剂的蒸气压不同，所以挥发出来的组成与溶剂组