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探究乳胶漆耐擦洗性的影响因素
2018年11月03日    阅读量:1738    新闻来源:中国涂料在线 coatingol.com  |  投稿

0 前 言

中国已成为世界上涂料生产和需求最大的国家,其中,建筑涂料约占超过1/3的市场份额,而乳胶漆也逐渐成为建筑涂料中的佼佼者。随着涂料原料价格的上涨,各种高PVC(颜料体积浓度)乳胶涂料不断涌现。在高PVC内墙乳胶漆的设计中,耐擦洗性是人们关注的焦点,因为它往往影响内墙乳胶漆涂膜的附着力、耐久性、耐水性等性能中国涂料在线coatingol.com


乳胶漆的耐擦洗性指的是涂膜承受蘸有洗涤介质(0.5%洗衣粉水)的刷子反复洗刷而不损坏的能力。由于影响乳胶漆耐擦洗性能的主要因素是涂膜的黏结能力,而乳胶漆中提供涂膜黏结能力的主要是成膜物质──乳液,另外乳胶漆中的PVC和CPVC(临界颜料体积浓度)与涂膜的性能有直接关系,助剂对涂料的成膜和涂膜性能也有很大的影响,因此在内墙乳胶漆配方设计中,均应考虑以上因素对涂膜耐擦洗性能的影响。


而测试乳胶漆的耐擦洗性方法是指乳胶漆的涂膜承受蘸有洗涤介质(0.5%洗衣粉水)在JTX-Ⅱ建筑涂料耐刷洗仪上反复洗刷而不被损坏的能力。该项技术指标对内墙涂料十分重要,其好坏直接关系到乳胶漆的黏结能力、耐沾污性、耐久性等多项性能,国标GB/T 9756—2001也对内墙乳胶漆的耐擦洗性作出明确的要求。


乳液的种类和添加量多少是影响乳胶漆耐擦洗的最主要因素。本文旨在探究粉料和助剂对内墙乳胶漆耐擦洗性能的影响,通过对此的研究,可以改善内墙乳胶漆的耐擦洗性能,并制定内墙乳胶漆耐擦洗的性能的分级测试,推进内墙乳胶漆的发展。


1 实验部分

1.1 实验仪器及原料

SFJ-400砂磨、分散、搅拌多用机、JTX-II建筑涂料耐洗刷仪、涂膜制备器SZQ-200-ISO,上海现代环境工程技术有限公司;石棉水泥加压板,50 mm×70mm×4.5 mm,广州标格达实验室仪器用品有限公司;电子天平ES3200,频振仪器仪表有限公司;250HBR,亚什兰;AMP-95,陶氏化学;SN-5040,圣诺普科;LN-407,广东顺德世邦佳明化工有限公司;消泡剂117,南京圣道环保用品厂;金红石型钛白粉R-706,杜邦;800目重钙,桂宝有限公司;煅烧高岭土DB-80,山西金洋煅烧高岭土有限公司;水洗高岭土,曼卡特有限公司;杀菌剂GT-50,德蓝化工有限公司;成膜助剂Texanol,伊士曼;防冻剂EG,无锡市鲲鹏科工贸有限公司。


1.2 实验配方设计

先确定一个基础配方,在基础配方上进行各种粉料和助剂调整,但保证粉料和助剂总量不变,用此方法来研究各种粉料和助剂对耐擦洗性能的影响。基础配方如表1所示。


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1.3 检测方法

(1)乳胶漆制备:先在1 kg罐中加入第一部分水240 g,加入250HBR,用分散剂搅拌溶解15 min(纤维素溶解,水明显增稠),分别加入pH值调节剂AMP-95、增稠剂SN-5040、润湿剂LCN-407、消泡剂117,待分散均匀后加入钛白粉R-706分散25 min,然后加入其他粉料分散30 min,最后加入杀菌剂GT-50、乳液、第二部分消泡剂117、成膜助剂、防冻剂EG、第二部分水。所有配方都按此流程操作,制备出13种不同乳胶漆。


(2)涂膜制备:用200 μm湿膜制备器在无石棉纤维水泥加压板上刮膜,同一变量之间两两相互对比,每个对比做两次,为缩小误差,这两次对比会改变两个样的左右位置,试板常温养护7 d。


(3)耐擦洗测试:将养护好的试板安装到建筑涂料耐擦洗仪上,并保证两块板同样对比样的板在同一刷子下洗刷,每擦洗200次加2试管0.5%的洗衣粉水。待涂膜破坏到试样正中间位置时,记录擦洗次数。

 

2 耐擦洗检测结果与讨论

通过改变各种不同粉料和助剂的添加量进行设计实验。测试样①、②、③为m(钛白粉)∶m(重钙)分别为0∶340、80∶260、120∶220;测试样④、⑤、⑥为m(煅烧高岭土)∶m(重钙)分别为0∶400、50∶350、150∶250;测试样⑦、⑧、⑨为m(水洗高岭土)∶m(重钙)的比例分别为0∶350、100∶250、150∶200;测试样⑩、⑪、⑫为m(重钙)∶m(钛白粉)分别为0∶340、100∶240、200∶140,其他与基础配方一致。测试样a、b、c为SN-5040分别为0 g、9.0 g、13.5 g,总量不足1 000g,或者多于1 000 g的从基础配方的第一部分水中调整到总量1 000 g,其他组分不变;测试样d、e、f调整LN-407量分别为0 g、1.6 g、2.4 g,调整总量为1 000 g,方式同测试样a、b、c;测试样g、h、i调整成膜助剂分别为0 g、4 g、12 g,同样调整总量1 000 g;测试样j、k、l调整EG量为0 g、5 g、15 g,同样调整总量为1 000 g。


2.1 粉料对耐擦洗的影响

表2配方①、②、③、⑩、⑪、⑫是改变800目重钙和钛白粉的配比,配方④、⑤、⑥是改变煅烧高岭土与800目重钙的配比,配方⑦、⑧、⑨是改变水洗高岭土与800目重钙的配比。由于要保证粉料的添加量一致,所以改变其他粉料的同时,相应的变动用量较大的800目重钙用量由表2知③>②>基础>①,⑫>⑪>基础>⑩。从这个结果可以看出当钛白粉和800目重钙在配方③~⑫耐擦洗性能很好,因为800目重钙颗粒比较大可以充当骨架,而钛白粉颗粒小,起填充作用[4],只有充当骨架的800目重钙和填充的钛白粉在适当的比例下,才能起到牢固的作用,耐擦洗性能才会好。基础>④、⑤、⑥,从表2数据可知改变煅烧高岭土和800目重钙对耐擦洗性能影响不大。⑦>基础>⑧>⑨,由表2可知水洗高岭土的比例越高,耐擦洗性能越差。


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2.2 助剂对耐擦洗性的影响(见表3)

在基础配方的条件下,改变各种助剂的添加量,总质量不够就补充水量,保证其他成分相对量不变。配方a、b、c是调整分散剂SN-5040的添加量,配方d、e、f是调整润湿剂LCN-407的添加量,配方g、h、i是调整成膜助剂的添加量,配方j、k、l是调整防冻剂EG的添加量。


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从表3中我们可以看出耐擦洗性能,a>基础>c>b,所以添加SN-5040会降低它的耐擦洗性能;d>基础>e>f,随着润湿剂LCN-407添加量的增加,耐擦洗性能越来越差。由此我们可以看出润湿分散剂会降低乳胶漆的耐擦洗性能,因为润湿分散剂亲水性会导致耐水性降低,它们从涂膜中渗透出来会破坏涂膜,导致耐擦洗性能降低。i、基础>h>g,我们可以看出提高成膜助剂添加量会提高耐擦洗性能,并且从8%提高到12%,效果并不明显,所以成膜助剂在10%左右较为适宜,因为成膜助剂可以降低乳液成膜温度,使得乳胶漆成膜更加致密,成膜效果更好,固可以提高耐擦洗性能,但过高也不会继续提高耐擦洗。基础>j、k、l,由此可以看出防冻剂EG对耐擦影响并不明显。

 

3 结 语

(1)钛白粉与重钙的比例在0.55~0.7耐擦洗性能好,比例过高和太低都比较差,因为800目重钙颗粒比较大可以充当骨架,而钛白粉颗粒小,起到填充作用,只有充当骨架的800目重钙和填充的钛白粉在适当的比例下,才能起到牢固的作用,耐擦洗性能才会好。改变段烧高岭土的量对耐擦洗影响不明显,而添加水洗高岭土会降低耐擦洗。


(2)分散剂5040、润湿剂407的加入都会降低耐擦洗,应综合性能选择添加适当的量,成膜助剂C-12从不添加到添加到8.9%,耐擦洗性能提高明显,增加到13.3%相对于8.9%提高不明显,因此C-12添加量在10%左右较为适宜。而添加不同量的EG之间的差异并不明显。


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