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      不透光聚合物在水性涂料配方設計上的應用
      發布時間:2014-08-09
      摘要:介紹不透光聚合物乳液的特殊結構及其原理,在水性涂料中對CPVC、顏色的延展性、流平、遮蓋、耐擦洗、成膜及涂膜耐候性的影響。

        關鍵詞:不透光聚合物、遮蓋力、CPVC、粒徑

        導言:水性涂料在配方設計中達到較好的遮蓋力時,通常有兩種情況:一、提高顏料的含量,如:鈦白、立德粉等,減少填料,增大粉料與周圍介質的折射率之差。二、提高PVC,使乳膠漆的顏料體積濃度在臨界顏料體積濃度(CPVC)之上,增加涂膜中空隙率。但由此而帶來的涂膜中一系列物理性質的變化,如耐擦洗的降低、涂膜色彩明度的下降、透水率的增加等等。本文介紹一種可增強涂膜物理性能的不透明中空聚合物乳液及其它水性涂料中的應用。

        一、不透光聚合物乳液的不透明技術原理及對涂膜的CPVC和遮蓋力的影響

        1、不透光聚合物乳液是一種硬而不成膜的苯乙烯和丙烯酸酯共聚物分散體系。由有中空芯的硬聚苯乙烯和丙烯酸酯殼,包覆著充滿水的芯構成。當涂膜干燥時,殼中的水從共聚物殼中不可逆擴散而出,留下由空氣取代水的芯加大入射光折射之差,當光透過合成樹脂組成的殼穿過空氣時,改變了入射光的折射角,從而產生折射效應,提高折射率,增加了漆膜的不透明性。

        2、高遮蓋的涂料體系中,粉體的粒徑一般很小,如金紅石鈦白0.2微米左右、碳酸鈣11微米等等,它們對光的反射很強,碳酸鈣對光反射的最佳粒徑是1.44微米,這時對光的散射效率最大化,這些粉體的細小粒徑必然導致高的吸油量和對粒接劑的較大需求,因此CPVC肯定會提高。而不透光聚合物的單分散球形狀態平均粒徑為0.4微米,雖然中空的吸油量較高,但是密度較小,按照下列公式計算:
          CPVC=1/(1+OA·δ/93. 5)    OAV=OA·δ/93.5
        所以加有相同體積不透光聚合物的涂膜CPVC高于相同粉體的CPVC

        二、不透光聚合物對涂膜顏色延展性的影響

        對二氧化鈦展色的影響

        金紅石鈦白是迄今為止外墻乳膠漆應用性能最好的耐候性光散射材料。金紅石鈦白粉折光指數大約是2.76,粒徑為0.2微米左右,因此金紅石鈦白的分散或聚集對遮蓋力產生很大的影響。而我們經常使用的超細粉體1250目的粒徑大約是11微米,遠遠大于0.2微米的鈦白粒徑,金紅石鈦白得不到很好的展色,對涂膜和產品成本都是危害的。而不透光聚合物的平均粒徑為0.4微米接近0.2微米,況且表面包裹著非離子表面活性劑,對于鈦白的潤濕、分散和抗聚集效應都是很好的,大大提高了鈦白粉的展色性。
        有機顏料色漿展色性的影響

        有機顏料一般粒徑較小、密度較低,做成水性色漿后表面的潤濕、分散體系的HLB值也較低,所以在調漆過程中容易產生浮色、發化等現象。而不透光聚合物的表面親油狀和低HLB值,在一般情況下對有機水性色漿的兼容性較好,同時相對較小的密度,在施工中可以促進有機顏料在涂膜中的均勻分布,較好的避免了涂膜色調不一致現象。


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