影响涂层耐洗刷因素的探讨

1.引言 涂层的耐洗刷性是一项重要的性能指标,它体现了涂料对基材的附着力,没有优良的附着力,也就根本谈不上涂料对墙体的装饰和保护功能;体现了抗水洗能力,污物附着在涂层上,可用洗涤剂…

1.引言
涂层的耐洗刷性是一项重要的性能指标,它体现了涂料对基材的附着力,没有优良的附着力,也就根本谈不上涂料对墙体的装饰和保护功能;体现了抗水洗能力,污物附着在涂层上,可用洗涤剂清洗;体现了涂层的致密性,通常涂层的致密性越好,它的抗擦洗能力越强,经过多次擦洗,能使墙体亮丽如新。所以在配方设计时应多方面来考虑原材料的匹配情况。

2 试验部分
2 . 1 原料
(1 乳液:纯丙乳液 ( 合资、国产 ) 、苯丙乳液 ( 独资、合资、国产 ) 、醋叔乳液 ( 合资、国产 ) 、弹性乳液 ( 合资 ) 。
(2) 分散剂:胺类、磷酸盐类、亲水型多元酸共聚物、疏水型多元酸共聚物。
(3) 颜填料:颜料为金红石型钛白粉 ( 杜邦 ) ;填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、立德粉、水洗高岭土、煅烧高岭土 ( 均为国产 ) 。
(4) 增稠剂: HEC( 羟乙基纤维素类增稠剂 ) 、 HASE ( 碱溶胀型增稠剂 ) 、 HEUS( 聚氨酯型增稠剂 ) 、改性疏水型纤维素类。

2 . 2 涂料配方
涂料配方见表 1 。
表 1 涂料配方

2 . 3 涂层耐洗刷测试结果
(1) 配方一致,不同类型乳液耐洗刷性检测结果见表 2 。
表 2 不同类型乳液耐洗刷性检测结果

从表 2 可以看出,同等 PVC 条件下,相对来说,纯丙乳液的耐洗刷性较好,醋叔乳液稍差。而弹性纯丙乳液制备的高 PVC 配方,耐洗刷只有 200 次,说明它不适用于高 PVC 配方中。

(2) 配方一致,同为苯丙乳液,但生产厂家不同,耐洗刷性检测结果见表 3 。
表 3 苯丙乳液生产厂家不同耐洗刷性检测结果

分析:同等价位的苯丙乳液,最低成膜温度接近,同等 PVC 配方,它对涂层耐洗刷性影响区别不大。

(3) 同为苯丙乳液,颜、填料保持不变,但乳液用量不同,耐洗刷性检测结果见表 4 。
表 4 苯丙乳液用量不同耐洗刷性检测结果

分析:随着乳液用量的增加,耐洗刷次数明显上升。说明涂层耐洗刷次数与乳液用量有很大的关系。所以一般高 PVC 耐洗刷次数相对较少;低 PVC 耐洗刷次数就可达几千次甚至于上万次。

(4) 配方一致,分散剂类型不同,耐洗刷性检测结果见表 5 。
表 5 不同分散剂耐洗刷性检测结果

分析:用胺类、磷酸盐类即小分子分散剂的配方,涂层耐洗刷性相对较差;用多元酸共聚物即大分子分散剂的配方,涂层耐洗刷性相对较好,且疏水型多元酸共聚物分散剂明显好于亲水型多元酸共聚物分散剂。

(5) 颜料一致,不同填料对涂层耐洗刷性的影响见表 6 。
表 6 不同填料对耐洗刷性的影响

在此,为了检测数据及后面试验不同填料搭配的方便,涂料配制时采用了单一量较大的填料( 实际上配方设计时,单独采用一种填料的可能性较少,一般都根据性能要求的不同而合理搭配 ) 。
分析:滑石粉是一种含水硅酸镁,是由天然滑石矿粉碎制得,主要成分为 3Mg · 4SiO 2,属六方或菱形板状晶体、片状结构,有滑腻感,用于乳胶漆中可改善其施工性、流平性;煅烧高岭土以高岭石为原料,其主要成分为 Al2O3 ,· 2SiO2 · 2H2O ,白度高,分散性好,遮盖力强,配合钛白粉的使用能提高涂料的综合性能,属磷片状结构。试验说明片状结构的填料对耐洗刷有明显的提高。水洗高岭土虽然对耐洗刷性影响较大,但它对提高涂层手感有一定的好处。不同填料搭配时耐洗刷性检测结果见表 7 。
表 7 不同填料搭配时耐洗刷性检测结果

分析:重质碳酸钙又称大白粉、双飞粉、方解石等具有少部分干遮盖力,它与滑石粉、煅烧高岭土配合使用,有较好的耐洗刷性。

(6) 不同类型增稠剂的耐洗刷性检测结果见表 8 。
表 8 不同类型增稠剂的耐洗刷性检测结果

分析: HEC 增稠剂增稠效果较好,但流平性较差,对涂层耐洗刷有影响。相比较而言疏水改性 HEC 优于普通 HEC 。 HASE 低剪切黏度上升很快,触变性大,对涂层耐洗刷影响也较大。 HEUR 增加中、高剪切黏度,触变性小,对耐洗刷影响相对较小。而把 HASE 与HEUR 混配或 HEC 与 HEUR 混配,能取得较理想的耐洗刷效果。.

3 结果与讨论
(1) 不同类型的乳液和乳液用量对耐洗刷性影响最大,这与乳液的结构、粒径分布有很大的关系,从检测数据分析,同等条件相对来说:纯丙 > 苯丙 > 醋叔。同一类型的乳液,乳液量上升,耐洗刷次数上升。
(2) 同一类型的乳液,如同等价位的苯丙 ( 当然质次的乳液将会严重影响涂层耐洗刷性 ) ,对涂层耐洗刷性的影响区别不是很大,但是在配方设计时也应充分选择乳液生产厂家。
(3) 小分子分散剂制备的涂料,涂层耐洗刷性相对较差,但是小分子分散剂相对来说成本低,初始分散效果好,比较适合于对耐洗刷性要求相对较低的内墙涂料。高分子分散剂制备的涂料涂层耐洗刷性相对较好。但是高分子分散剂成本高,初始分散效果差于小分子分散剂,但长期分散稳定性好于小分子分散剂,且耐水性相对较好,所以比较适宜于外墙涂料。
(4) 片状结构、质地较硬的填料相对有益于提高涂层耐洗刷性。
(5) 增稠剂 HASE 与 HEUR 混配或 HEC 与 HEUR 混配,黏度与触变性达到理想的平衡,既具备好的增稠效果又具有较好的流平性,涂层耐洗刷性也得到较好的体现。

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