利用涂料助剂消除涂料缺陷

阅读次数:1967 - 发布时间:2011-11-14 9:38:04
        涂料助剂能够有效改善涂料的各种流平,分散性能,并起到润湿作用,涂料助剂的功效在涂料行业日益重大。

  开拓市场在很大程度上取决于能否提供满足需要的产品。与价格相比,涂料产品质量显得日益重要。在涂料生产和使用过程中出现的问题,诸如泡沫过多、干燥时间过长、流挂或有表面缺陷,该怎样去解决呢?消除这些缺陷的实际补救方法无需再次研磨,仅仅加入多功能涂料助剂,简单搅拌即可。通过使用涂料助剂,如润湿和分散剂、消泡剂、流变改性剂、平滑剂、催化剂、流平剂和成膜助剂等可以优化涂料配方,然而即使最佳配方,仍然会遇到涂料产品质量不符合要求的情况。

缺陷的消除

  这些缺陷大多发生在涂料的生产阶段之后,如在贮存期间或在漆膜形成的过程中,由于颜料分散不稳定所造成。为了防止这些缺陷,可在颜料研磨阶段添加有效的分散剂,以制备稳定的颜料分散体。已经研磨的涂料产品的展色性可以通过添加多功能分散剂来补救。多功能分散剂对各种成分的颜料表面具有较高的亲合性。实验表明,水性漆中使用低相对分子质量、高极性阴离子表面活性剂;溶剂型涂料中使用低聚表面活性剂,都可以获得最佳效果。形成贝纳尔德漩涡和发花缺陷,是因重力对流所致,可以通过增大涂料的黏度来避免贝纳尔德漩涡和发花现象,最好使用增稠剂。这种助剂可以在任何条件下添加到溶剂型涂料中,增加低剪切速率时的黏度。

  经常发生的这些不符合涂料产品要求的问题,多数情况下与下列因素有关:展色性、导电性、腐蚀、硬化和固化、流平和流动、泡沫、气味、流挂、沉降、桔皮等,所有这些问题均可采用涂料助剂来加以解决。为了避免额外的研磨,涂料助剂最好采用在通常条件下直接添加混合,而且最好能适用于各种用途,这样仅需有限数量的助剂,即可消除涂料的缺陷。

展色性

  展色性是对色漆质量和颜色均匀性的一般描述。良好的展色性意味着,颜色以预期的强度和稳定的方式均匀显示在涂层上,此时颜料粒子呈均匀分布。如果达不到这一点,展色性就较差,会造成各种外观及产品质量问题,例如,发花:杂色或漆膜外观出现杂纹;浮色:涂料中一个或多个颜料粒子在表面富集;贝纳尔德漩涡:具有明显的中心六角形漩涡,呈现发花;颜色与色卡很难匹配;贮存过程中出现颜色变化;稀释后出现颜色变化;机械稳定性差:混合时出现絮凝。

  在涂料生产产品质量控制阶段发现的涂料缺陷,可以通过添加适当的涂料助剂予以纠正。最好的方法是添加具有多种特性的液体涂料助剂,通过简单的搅拌即可添加到成品中。

固化和硬化

  氧化固化涂料中含有低相对分子质量不饱和基料,在氧气存在的情况下,受催干剂的影响便会聚合。常用的催干剂有钴、锆和钙皂。在包括低温和高湿度气候的所有情况下,催干剂如果与基料完全混合均匀,则将发挥正常的催干作用。但是,在这种情况下,传统的强碱催干剂,以及基于直链辛酸的金属盐效果不佳。此外,这些催干剂在贮存过程中吸附在颜料上,且由于其化学不稳定性,有失干的倾向。另一个问题是,催干剂在含有比表面积较大颜料(如炭黑)的涂料中,经过贮存后催干效果不佳。贮存后失干的补救措施是添加失干抑制剂,可以吸附于颜料表面,避免主催干剂钴的损失。为了改善在恶劣天气下的催干性能,已证明中性预复合催干剂组合是最佳的选择。在对甲苯磺酸等酸性催干剂的催化下,单组分酸固化涂料通常在高温(>120℃)进行固化。由于聚合作用,这些涂料通常在室温下稳定性较差。若使用非离子型封闭型酸催干剂,则可以提高稳定性,而且可改善静电喷涂性,获得高性能的涂膜。

导电性

  实际上静电喷涂的涂料多数含有非极性溶剂,电阻过高,使雾化的涂料微粒从喷枪中喷出后,不能有效带电,很难达到满意的喷涂效果。这造成涂膜外观较差,且涂料的利用率低。降低涂料电阻的一种方法是用较高极性的溶剂(如丁醇)替换一部分非极性溶剂。然而,效果不明显,且需要添加的比例高达50%。这不仅影响成本,而且影响溶解性、挥发速率和漆膜外观。有效的方法是添加降低涂料电阻的助剂来调整电阻,如添加季铵盐后,可明显降低涂料的电阻。它具有非常好的混溶性,能够获得良好的漆膜外观,在配方总量中的典型用量约2%。

腐蚀

  存在氧气和水时,铁表面会出现腐蚀,因此配制水性涂料时必须解决腐蚀问题。腐蚀可能出现在涂料生产、施工以及涂膜干燥过程中。铁的腐蚀过程非常快,与水/氧气接触数秒钟,裸露而未经保护的铁表面便会氧化,造成涂料中出现黄色斑点。为了使铁表面快速钝化,应在涂料中添加腐蚀抑制剂。完全水溶性化合物(如苯甲酸钠),确实可以使铁表面钝化,但它们会影响漆膜的耐水性。而腐蚀抑制剂却没有这种弊端,它们在漆膜形成的过程中,变成了非水溶性或不可乳化的抑制剂。这种腐蚀抑制剂不但可以抑制漆膜中的腐蚀,而且可以抑制罐中的腐蚀和生产过程中的腐蚀。

流动和流平

  流动和流平性能主要由涂膜形成过程中涂料的流变行为决定。一般而言,低剪切速率涂料具有最低的黏度时可达到最佳的流动特性。乳胶漆采用传统纤维素增稠剂,在低剪切速率时,显示出极强的假塑性行为和高黏度。用缔合型聚氨酯增稠剂完全或部分替换纤维素增稠剂,可以改善流动和流平效果。

气味

  气味目前是判断涂料产品质量的一个主要指标。消费者往往把刺激性气味与毒性联系起来,因此,应尽可能避免产生刺激性气味。通常涂料气味主要决定于使用的溶剂、中和剂、基料和涂料助剂。调整涂料产品气味的可能性非常有限,例如在有刺激性氨味的情况下,仅限于将pH值调整至中性。选择原材料时,应选择低气味产品。选择涂料助剂时,可以选择低气味的催干剂、防桔皮剂和成膜助剂。

泡沫

  涂料制造、运输、施工过程中都可能产生泡沫。当液体媒质至少由两种物质组成,并含有可溶性表面活性剂时,便会产生稳定的泡沫。水性涂料比溶剂型涂料更容易产生泡沫。在涂料制造过程中形成的泡沫造成分散效果不佳、反应器溢流以及包装填充不足等问题。许多表面缺陷,如气泡、缩孔、表面斑点和遮盖力下降等,是由于施工期间和施工之后泡沫的存在所引起的。消泡剂的选择非常复杂,很大程度上取决于涂料的类型、配方、用途以及发生泡沫的阶段。为了消除表面缺陷,消泡剂必须均匀地分散在涂料里,从而不会造成任何负面影响,这一点非常重要。实验表明,用不含有机硅且容易乳化的消泡剂,在水性涂料中可以获得最佳效果。在溶剂型涂料中,消泡剂的选择更加困难,需要进行更多的试验来确定。

结皮

  涂料中的结皮通常是在涂料表面形成一层漆皮。这种现象会降低涂料产品质量。防结皮剂主要通过削弱催干剂金属离子,如钴的催化来起作用。甲乙酮肟是使用最为成功的防结皮剂。甲乙酮肟和钴形成的CoO62+相当稳定,没有自动氧化催化的功能。

沉降

  形成沉降的原因是高密度、大颜料粒子以及分散介质的低黏度。有效的颜料分散剂,配用流变助剂来提高低剪切速率时的涂料黏度,可以避免出现沉降。通过后添加多功能液体流变助剂,可以调整易发生沉降的溶剂型涂料。

流挂

  流挂指在垂直表面出现流动从而造成涂膜厚度不均匀的现象。低剪切速率时的涂料黏度对流挂有很大的影响。流挂严重的涂料可以通过添加多功能液体流变助剂来补救。

 

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