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水性多彩涂料彩粒形态的影响因素

来源:上海三银涂料科技股份有限公司技 作者:林燕,陈波,何生才 时间:2019-08-23 点击:
导读:运用控制变量法,分析了分散相中不同组分、造粒工具、凝胶溶液浓度以及清漆对水性多彩涂料彩粒的影响。分散相中不同组分的变量添加,会影响分散相呈现的中低高剪状态下的黏度,进一步分析了不同黏度的分散相在选择不同的造粒工具、不同浓度的凝胶溶液造粒以及
0 引言
水性多彩涂料是一种新颖的环保型建筑涂料,通过一次喷涂便可获得具有多彩花纹装饰效果的涂层,近年来受到越来越多消费者的青睐。然而随着水性多彩涂料近几年的快速发展, 消费者对水性多彩涂料的仿石效果要求越来越高, 本文通过控制变量法分析水性多彩涂料中不同形态彩粒的影响因素, 从而更好地控制不同形态的彩粒效果以达到更好的仿石效果。

1 实验部分
1.1 主要材料
弹性乳液;金红石型钛白粉;高岭土;水性色浆;助剂:HEC、AMP-95、成膜助剂、分散剂、非离子型表面活性剂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂、凝胶S482 粉溶液。
1.2 主要仪器
CHF100 实验分散机、DC 型多彩粒子筛滤机、PT871A 多彩涂料专用可调压喷枪、电子天平、游标卡尺、斯托默黏度计、布式黏度计。
1.3 实验原理
水性多彩涂料是由凝胶溶液(分散介质)包裹着水性乳胶涂料(分散相)小滴所形成的多相悬浮体系。原理是通过不溶体系的纤维素醚/特质粘土发生凝胶化反应,从而在凝胶彩粒表面形成一层不溶于水的柔性保护膜, 其反应原理为HEC 中的羟基瞬间与硅酸镁锂颗粒表面六角空穴中的羟基形成氢键,另一方面由于硅酸镁锂表面带有负电荷,与羟基极性基团形成偶极相互作用,在色漆液滴表面发生凝胶反应,在彩粒表面形成一层不溶于水的柔性保护膜,从而实现多彩色点的相互独立、互不融合,见图1。硅酸镁锂属于改性纳米级蒙脱土,为含水的层状硅酸盐矿物,由2 个硅氧四面体层中间夹1 个铝(镁)氧(氢氧)八面体层组成,因为特殊的片层晶体结构,常发生同晶替代作用且晶体层结构存在过剩负电荷,从而易吸附阳离子而保持电中性。此外,硅酸镁锂具有很大的比表面积,因而具有很强的吸附能力和离子交换能力,这种特殊的晶体结构使其具有良好的粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性、离子交换性的特点,而由于硅酸镁锂层间存在多余负电荷从而显示负电性,因此硅酸镁锂分散在水中常常形成三维立体卡屋式结构,见图2。本文使用的保护胶S482 是经过类似无机盐(六偏磷酸钠、多聚磷酸钠等)改性过的特殊硅酸镁锂,这类无机盐中的阳离子会吸附硅酸镁锂层间的负电荷,破坏硅酸镁锂自身的卡屋结构, 降低硅酸镁锂的溶液黏度,从而便于多彩的造粒,提高多彩的稳定性。由于硅酸镁锂特殊的晶体结构,且无机盐溶解在水中易受到不同物质的影响,因此多组分水性多彩涂料易受到不同物质的影响,从而改变水性多彩涂料中彩粒的形态和储存稳定性。本试验通过控制变量法分析不同剪切状态黏度的分散相在不同的造粒工具、不同造粒的凝胶溶液浓度以及与相对惰性和反应型的清漆混合时对彩粒形态变化的影响因素。
硅酸镁锂在水中溶胀形成的卡屋结构
1.4 水性多彩涂料的制备
1.4.1 分散相的制备
首先依次加入水、非离子型表面活性剂、分散剂、部分消泡剂、HEC、AMP-95 低速分散约5 min;再加入钛白粉和高岭土等颜填料高速分散至细度≤50 μm;然后加入成膜助剂低速混合均匀后加入乳液及剩余消泡剂、杀菌剂、增稠剂;最后加入分散介质搅拌均匀后备用。
1.4.2 分散介质的制备
将凝胶胶粉S482 在高速分散机搅拌下完全溶解于水中,分散时间约为30 min 直至无颗粒。
1.4.3 彩粒的制备
将调成各种颜色的分散相在一定的转速下搅拌,按照分散相∶分散介质=1.5∶1.0 的比例将分散相以细流的方式加入到分散介质中,得到凝胶彩粒悬浮液。
1.4.4 水性多彩涂料的制备
在凝胶彩粒悬浮液中加入有机硅丙乳液、成膜助剂、消泡剂、AMP-95、增稠剂制得的清漆得到水性多彩涂料。
1.5 性能测试方法
本试验主要研究分散相在不同剪切状态下的黏度、造粒工具、凝胶溶液浓度对彩粒形态的影响,其测试方法见表1。
成粒效果及其测试方法
注:本试验在测试一个变量时,其他组分均相同:造粒时间为5 min,造粒转速300 r/min。
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