水性涂料的设计标准

水性涂料配方基础知识水性涂料配方体系

水性涂料,包括水性木器漆是以水为分散介质和稀释剂(de)涂料.不常用(de)溶剂型涂料不同,其配方体系是一个更加复杂(de)体系.配方设计时,不仅要关注聚合物(de)类型、乳液及分散体(de)性能．还需要合理选择各种助剂并考虑到各成分之间(de)相互影响进行合理匹配.,有时还要针对特殊要求选用一些特殊添加剂,最终形成适用(de)配方.

配方基本组成

1) 水性树脂：这是成膜(de)基料,决定了漆膜(de)主要功能.

2) 成膜助剂：在水挥发后,使乳液或分散体微粒形成均匀致密(de)膜,并改善低温条件下(de)成膜性.

3) 抑泡剂和消泡剂：抑制生产过程中漆液中产生(de)气泡并能使已产生(de)气泡逸出液面并破泡.

4) 流平剂：改善漆(de)施工性能,形成平整(de)、光洁(de)涂层.

5) 润湿剂：提高漆液对底材(de)润湿性能,改进流平性,增加漆膜对底材(de)附着力.

6) 分散剂：促进颜填料在漆液中(de)分散.

7) 流变助剂：对漆料提供良好流动性和流平性,减少涂装过程中(de)弊病

8) 增稠剂：增加漆液(de)黏度,提高一次涂装(de)湿膜厚度,并且对腻子和实色漆有防沉淀和防分层(de)作用.

9) 防腐剂：防止漆液在贮存过程中霉变.

10) 香精：使漆液具有愉快(de)气味

11) 着色剂：主要针对色漆而言,使得水性漆具有所需颜色.着色剂包括颜料和染料两大类,颜料用于实色漆(不显露木纹(de)涂装),染料用于透明色漆(显露木纹(de)涂装).

12) 填料：主要用于腻子和实色漆中,增加固体分并降低成本.

13) pH 调节剂：调整漆液(de)pH 值,使漆液稳定.

14) 蜡乳液或蜡粉：提高漆膜(de)抗划伤性和改善其手感.

15) 特殊添加剂：针对水性漆(de)特殊要求添加(de)助剂,如防锈剂(铁罐包装防止过早生锈)、增硬剂(提高漆膜硬度)、消光剂 (降低漆膜光泽)、抗划伤剂、增滑剂(改善漆膜手感)、抗粘连剂 (防止涂层叠压粘连)、交联剂(制成双组分漆,提高综合性能)、憎水剂(使涂层具有荷叶效应)、耐磨剂(增加涂层(de)耐磨性)、紫外线吸收剂(户外用漆抗老化,防止发黄)等.

16) 离子水：配方设计时往往还要添加少量(de)去离子水以便制漆.

水性树脂水性漆配方中,基料是形成漆膜并决定漆膜性能(de)关键组分.配方设计时应尽量提高水性树脂(de)用量,占体积比(de)60-70%,使得漆液中(de)有效成膜物含量尽可能多,这样才能保证制成(de)漆一道涂装漆膜较厚,丰满度高.

水性丙烯酸树脂、丙烯酸乳液(acrylic emulsions),由于其通用性,耐候性及多样性,已在涂料行业(de)各个领域得到了广泛应用.水性丙烯酸乳液由丙烯酸酯单体为主(de)乙烯基单体经乳液聚合而成.聚合过程中添加了乳化剂、稳定剂、pH调节剂等各种助剂,体系相当复杂.水性丙烯酸乳液制成(de)漆膜有良好(de)耐候性,不易黄发,硬度高,光泽好.近年来,随着水性丙烯酸乳液聚合技术(de)不断发展,多相聚合,核壳技术,自交联技术及高分子表面活性剂(de)应用,和核壳聚合等技术进一步改进和提高了水性丙烯酸乳液(de)性质,使得水性丙烯酸乳液(de)适应

不同施工和使用条件(de)需要,用武之地得到不断(de)扩大.现在,水性丙烯酸乳液(de)应用已扩展到性能要求更高(de)工业用途领域

聚氨酯分散体聚氨酯材料是分子结构中具有氨基甲酸酯结构(de)一类大分子化合物(de)总称,通常由二异氰酸酯和多元醇经聚加成反应制成.聚氨酯高分子既具有使其形成物理性交联(de)极性官能团,又具有非极性(de)及柔性(de)链段.使用得当,其极性管能团还可以进行进一步(de)化学交联.这些分子特性使得聚氨酯材料具有高强度,韧性及抗溶剂(de)能力.聚氨酯作为一种强度高,耐候性好,附着力强(de)优质材料,已在涂料领域得到广泛(de)应用.

根据制备聚氨酯所用(de)异氰酸酯类型,聚氨酯乳液和相应(de)漆可分为脂肪族型和芳香族型两大类.脂肪族(de)漆膜有优异(de)耐候性和抗黄变性; 芳香族水性聚氨酯多用来做室内装饰漆.按聚合得到(de)粒子大小有聚氨酯乳液和聚氨酯分散体(Polyurethane Dispersions PUD) 两类.水性聚氨酯分散体,采用独特(de)工艺将聚氨酯颗粒分散在水中,从而达到以水为载体(de)成膜作用.与其它乳液成膜机理相近,成膜(de)效果取决于颗粒间高分子相互渗透(de)能力.为增加渗透,一方面聚氨酯分子链要足够柔软,流动性好；另一方面,乳液颗粒要尽可能(de)小,这样可以增加颗粒间(de)接触面积,减少高分子(de)移动距离.水性聚氨酯分散体通常有纳米级(de)粒径,外观半透明甚至完全透明,是最好(de)水性漆基料之一.水性聚氨酯分散体有时被称为纳米乳液,以区别于外观呈白色(de)普通乳液.

水性丙烯酸乳液水性丙烯酸乳液配方需要考虑(de)问题：水性丙烯酸树脂组成

在调制水性漆配方时,乳液原料(de)选择是工程师最重要(de)决定.涂料(de)主要性能是由树脂决定(de).由水性丙烯酸酯乳液,包括聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液种类

繁多,市场上鱼目混杂.而不同(de)水性丙烯酸酯树脂组成对其水性漆成膜性及成本(de)影响很大.这里对几个影响因素进行简单讨论.

1）苯乙烯

聚丙烯酸酯乳液引入该单体(de)主要原因是其可提供较高(de)玻璃化转发温度（Tg), 从而提高成膜(de)硬度；另一个原因是成本.苯乙烯在包装工业上用量极大,是石油工业最重要(de),成熟(de)下游产品之一,价格低但受宏观经济影响大.然而引入苯乙烯,特别是其含量高于总单体量(de)15%以上时,也会给水性漆成膜性带来许多负面影响.首先,含苯乙烯(de)聚合物链段缺乏柔韧性,宏观上表现为水性漆成膜硬而不韧；还有苯乙烯所含(de)苯环,是紫外光(de)吸收体,该单体含量高时,紫外线通过相邻苯环会对聚合物链有剪切反应,从而使水性漆漆膜发脆,光泽度下降,寿命降低；苯乙烯(de)结构也决定了它对很多有机溶剂有亲和力,水性漆漆膜(de)耐溶剂性也不其它(de)树脂有明显差距.

2）丙烯酸酯类单体

丙烯酸酯类单体种类很多,性能及价格相差很大.国内最常用(de)是丙烯酸丁酯,改单体成本最低,是大多乳液厂家用于与苯乙烯配套,制造廉价墙漆(de)乳液(de)单体.其功用是提供水性漆漆膜(de)柔韧性.由于丙烯酸酯聚合物主链上不含除酯基以外(de)基团,主链及酯基侧链柔韧性均好好,使水性漆漆膜缺乏硬度.这类聚丙烯酸酯乳液虽然是建筑内外墙涂料(de)选择,但作为对硬度及韧度要求都高(de)(de)木器漆来讲,性能就不够了.

3）甲基丙烯酸酯类单体

甲基丙烯酸酯类单体,比丙烯酸酯单体在性能上又上了一个台阶.由于甲基丙烯酸酯类聚合物主链上多了甲基,使其主链(de)活动性受到限制,主链钢性增强,同时