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0引言
遮盖聚合物以乳液状态供货，是一种不成膜的水性乳液聚合物，具有球状中空的结构，其外壳为玻璃化温度很高的聚合物，平均粒径0．38～1．0 um，中间孔穴充满水。在涂料干燥过程中，水通过聚合物外壳蒸发，留下空气空隙。由于空气与周围聚合物的折射指数不同，使光得到有效的散射，从而提高了漆膜的遮盖力(即不透光性)。本文介绍遮盖聚合物在涂料中的应用。
1遮盖聚合物的作用机理
通过气孔来提高漆膜的不透光性，可以分成以下3种情况：第一种情况，在临界颜料体积浓度(CPVC)之上自然产生的多孔性；第二种情况，达到CPVC之前，用某种方式引入漆膜的多孔性；第三种情况，在漆膜中引人一些颗粒，这些颗粒已含有密封气泡，或者使它含有密封气泡。
采用遮盖聚合物属于第3种情况，其独特之处在于其中的气孔是封闭的，对干燥后漆膜的抗性不会造成影响。而采用前两种情况的材料，则在干燥漆膜中留下开放的孔洞，会降低漆膜的抗性。
气孔散射光的Stieg模型和Fitzwater＆Hook模型都得出一个重要的事实，即气孔直径可以最优化，以使其能散射可见光线。钛白粉制造商把钛白的粒度分布集中控制在很窄(约0．25um)的范围内，使可见光的散射最大化，以使最大限度的体现钛白粉的遮盖力。气孔直径也同样可以最佳化，以散射可见光。为了确定颜料和空气在聚合物主体中的分布，Ross开发了一种计算粒子最佳粒径的公式：
式中：D——粒子的最佳粒径；n1——粒子的折光指数；n2——介质的折光指数。
根据Ross的试验数据绘制粒子的粒径与气孔散射系数的关系，见图1。Ross的理论计算值和实际数据的吻合良好，最佳气孔直径约0．25 uM。
遮盖聚合物是通过乳液聚合制得的，其粒度可控制，其气孔尺寸分布也较窄。罗门哈斯公司的遮盖聚合物Ropaque 优创-E的孔穴直径为0．25um，以得到最佳的遮盖力。
2采用遮盖聚合物的优点
2．1节省成本
单位体积钛白的光散射效率取决于其用量。理论上说，每一个钛白粒子能够散射一定量的光线，而粒子的间隔为钛白粒子粒径两倍时达到最大光散射。高用量钛白(8％～10％PVC)时，其光散射急剧下降，称之为钛白的过聚现象。但为了得到所需的不透光性，许多配方中的钛白用量会超过8％一10％PVC，有的甚至达到18％～22％PVC，此时钛白出现过聚现象，会使钛白不能完全发挥作用，成本不断增加，光散射效率却连续下降，大量加入钛白却是最小的遮盖力。遮盖聚合物的光散射气孔被一层聚合物外壳包围，这样散射中心就不会重叠起来，因而每一个气孔都能散射同量的光线而与气孔的浓度无关，所以遮盖聚合物不会产生过聚现象。以典型钛自用量来设计涂料的配方时，就可以把那部分不能有效发挥作用的钛白用遮盖聚合物代替，从而提高涂料的遮盖力，并且降低成本。
2．2改善涂料的耐沾污性和耐擦洗性
当颜料体积浓度(PVC)<临界颜料体积浓度(CPVC)时，乳液聚合物填充在颜填料空隙之间，由于普通乳液聚合物的玻璃化温度较低，容易吸引灰尘粒子粘附其上，造成耐沾污性下降。当加入遮盖聚合物时，较硬的遮盖聚合物替代了部分较软的乳液聚合物，使涂膜的硬度提高，从而改善其耐沾污性和耐擦洗性。当PVC>CPVC时，颜填料颗粒之间的空隙较大，粒径为5～30 um的灰尘易嵌入其中。但加入球形且粒径更小的遮盖聚合物(如Ropaque 优创-E的粒径只有0．38um)后，可填充在上述的空隙中，使空隙远小于灰尘，防止灰尘附着在上丽。加入遮盖聚台物后的漆膜相当致密，灰尘很难附着其上。在提高耐沾污性和耐擦洗陛的同时，漆膜的手感也趋于光滑。
2．3提高涂料的户外保色性
不加遮盖聚合物的漆膜老化时颜色变浅，这是粉化加剧造成的。与此相反，加入遮盖聚合物的漆膜曝晒后，在钛白粉化前，漆膜的颜色先变深，然后才慢慢变浅，提高了漆膜的保色性。这是因为户外曝晒后，漆膜表面的遮盖聚合物的中空结构受到破坏，使初始时漆膜的颜色变深，而在漆膜中大量的遮盖聚合物结构完好无损，因此漆膜的遮盖力不受影响。
3配方指南
配方中采用遮盖聚合物这种全新原料，为配方师提供了新的机会。为正确使用这种新型原料，达到最佳的配方效果，需要注意以下几点。
3．1遮盖力
为了使不同配方达到通常要求的遮盖力而推荐的遮盖聚合物用量和钛白用量见表1。
遮盖聚合物可提高乳胶漆的遮盖力，因为它可散射光，而无机填料就不能或很少散射光线，除非是将其用量加大到超过临界颜料体积浓度(CPVC)的程度，此时的气孔效应会提供遮盖力，但超过CPVC的漆膜通常缺乏整体性、抗性和耐久性。
3．2流变性调整
遮盖聚合物的球形和平滑的表面使之成为一种低表面积颜料，对基料的需求是很低的，这个特点使在高PVC下设计的配方并不影响其抗性。另一个结果是，与其他颜填料相比，遮盖聚合物对水的需求也有所减少，所以一般来说，在以羟乙基纤维素为主增稠剂的含遮盖聚合物的乳胶漆中，对增稠剂的需求较之仅含无机颜填料的类似乳胶漆稍高，这样才能达到同样的粘度，但在使用缔合型增稠剂(如罗门哈斯的 TT一935、RM一2020NPR、DR一72、DR一73等)的乳胶漆体系中，这种对增稠剂需求的差别却很小，这可能由于遮盖聚合物表面的憎水性和聚合物总量的增加改善了增稠剂的缔合作用缘故。含遮盖聚合物的乳胶漆比仅含无机颜填料的乳胶漆在一定程度上更富假塑性，当把配方调整到同样的中剪切粘度(KU)时，它们的高剪切粘度(ICI)较低，在这种情况下，要得到所需的流变性，可使用流变改性剂(如RM一2020NPR)，以提高其高剪切粘度(ICI)。
3．3与其他组分的交互作用
3．3．1成膜助剂
虽然遮盖聚合物不是成膜聚合物，但成膜助剂还是可以分布于其中，因此当使用遮盖聚合物时，建议在整个聚合物(乳液加遮盖聚合物)固体的基础上使用成膜助剂，而不要仅顾及乳液的固体。
3．3．2石油溶剂油
石油溶剂油不应与遮盖聚合物同时使用，因为其中的芳香族化合物的溶解度参数与遮盖聚合物的外壳的溶解度参数类似，芳香族化合物倾向于增塑硬壳而使封闭的散光微孔破坏，失去原有的遮盖作用。
