通过前面的实验[钛白粉分散浆料流变性的初步研究及应用(一)]发现:将二氧化钛(A)分散在水和1,2- 丙二醇(PG)中,所得浆料的流变性完全不同,如图1 所示。
在此,我们将利用这两种流变性不同的浆料制成配方相同的涂料,比较其消色力和遮盖力,以检验A的分散状况。
1 实验部分
1.1 实验配方
为了能更好地体现钛白粉的性能,在此选用钛白粉含量较高,配方相对比较简单的水性木器漆配方。
钛白粉浆料和前一实验相同,将A 按1 ∶ 1 的质量比分别分散在水和PG 中。涂料配方见表1。
调色浆配方见表2。
表2 调色浆配方
1.2 工艺
制漆工艺:按照配方量投料→红魔鬼振荡机振荡20 min(为避免在搅拌过程中钛白颗粒继续分散而影响实验的精确性,在此选择振荡混合)。
调色工艺:用分析天平小心称量色浆(精确至小数点后3 位)→加入白漆→红魔鬼振荡机振荡20 min。
1.3 制板
采用100 μm 漆膜制备器在自动成膜仪上刮膜。在25℃,相对湿度50% 条件下干燥1 d。
2 结果与讨论
2.1 遮盖力和光泽
遮盖力:采用100 μm 漆膜制备器在Leneta 黑白测试板上涂膜,干燥后按GB 5211.17—88 和ASTM1494 方法计算遮盖力。
涂膜的对比率(遮盖力)按下式计算,并以百分数表示:
式中:RB——涂膜在黑底上的反射率;
RW——涂膜在白底上的反射率。
光泽:采用100 μm 漆膜制备器在Leneta 全白测试板上涂膜,干燥后直接用BYK-Gardner 光泽雾影仪测试光泽。
涂膜遮盖力和光泽的实验结果见图1。
图1 涂膜遮盖力和光泽比较
由图1 可见:采用PG 分散A 所得浆料制成的涂料,其遮盖力明显优于用水分散的系统。这是因为A在PG 中的分散状态明显优于在水中的,颜料颗粒之间无絮凝,在漆膜中的散射力也较大,漆膜的遮盖力较好。因为颜料颗粒之间无絮凝,在浆料黏度方面,则表现为用PG 分散A 所得浆料的黏度明显低于用水分散系统,与我们之前的实验结果完全吻合。配方中钛白粉的含量不是很高,所以颜料颗粒之间的絮凝对漆膜光泽影响不大。
2.2 消色力
采用100 μm 漆膜制备器在Leneta 全白测试板上涂膜,干燥后按ASTM D 4838—88 中的方法计算消色力。由于该法是计算彩色颜料的着色力,所以我们在计算消色力时会将结果反过来比。用Hunterlab 色差仪测得 X,Y,Z :
X——红原色刺激量;
Y——绿原色刺激量;
Z——蓝原色刺激量。
(1) 在此选用蓝色浆,通过计算(K/S)R 来比较。
(2) 在此计算的(K/S)R 是蓝色浆的着色力,而我们关注的是白色颜料的消色力,可以通过1/(K/S)R表示。
(3) 在此以A-PG-P 的消色力1/(K/S)GA-PG-P 为标准,定义为100%。而A-H2O-P 的相对消色力则为:(K/S)GA-PG-P/(K/S)GA-H2O-P。
通过测试和计算,得到图2 结果。
图2 不同分散介质对涂料消色力的影响
由图2 可见:用H2O 分散的A 所得浆料配制成的涂料的消色力明显不如用PG 分散的。这正是由于用PG 分散的A 优于用水分散的,钛白颗粒间的絮凝较少,钛白的展色性也较好,消色力明显优于用水分散体系。因为用PG 分散的A 所得浆料钛白颗粒之间的絮凝少于用水分散的A 所得浆料,所以前者的黏度也低于后者,通过前面的流变测试实验也能得到一致的结果。
3 结语
(1) 用PG 分散的A 钛白浆料的分散状态优于用水分散的,钛白颗粒之间的絮凝较少,具有优异的遮盖力和消色力,反映在流变性上则其浆料的低剪切黏度较低。
(2) 浆料的流变状况能很好地反应其分散状态,钛白颗粒的分散状态会影响其消色力和遮盖力。分散状态较差的钛白粉,颗粒间有絮凝,浆料黏度较高,所制成涂料的遮盖力和消色力都较差;分散状态较好的钛白粉,颗粒间无絮凝,浆料黏度较低,所制成涂料的遮盖力和消色力都比较好。
致谢:值此论文收笔之际,特别感谢为我论文完成提供了大量帮助的人们,特别感谢萧绍基博士和冯猛博士在百忙之中对我的论文给予极大帮助。感谢上海市涂料研究所、美国博力飞上海办事处、热电(上海)科技仪器有限公司、TA Instrument-Waters LLC 给我提供的支持。