制備水性塗層時(shí),時(shí)常會遇到(dào)各種問題,工程師們也(yě)經常性頭疼,尤其一(yī / yì /yí)些高性能塗料追求極度的(de)平衡性,有的(de)客戶追求與油性塗層同樣的(de)性能,所以(yǐ)對于(yú)研發水性塗料是(shì)一(yī / yì /yí)個(gè)比較複雜的(de)過程。
你大(dà)緻會遇到(dào)這(zhè)些問題,可能包括以(yǐ)下幾個(gè)方面:
➷塗料存儲外觀不(bù)良,沉降、變色、分層
➷塗料存儲變質,氣泡、稠化、結皮、固化
➷生産,質檢中各種各樣問題
➷顔色衍生問題,ΔE偏差程度
顔色是(shì)塗料的(de)核心技術之(zhī)一(yī / yì /yí),沒有顔色的(de)塗料是(shì)極其單調的(de),沒有色彩的(de)生活是(shì)枯燥無味的(de),所以(yǐ)顔色對我們極其重要(yào / yāo)。
顔色問題爲(wéi / wèi)何難以(yǐ)把控,主要(yào / yāo)原因分析和(hé / huò)解決方法:
通過分散劑加入色漿,生産加工得到(dào)高品質的(de)塗料。 分散劑其作用主要(yào / yāo)有穩定顔料防止沉降,提高研磨效率,防止返粗和(hé / huò)起粒,提高光澤和(hé / huò)鮮映性,改善流平,防止浮色發花,增加展色性能,降低色漿研磨粘度,增加流動性。
顔料色漿加工的(de)整個(gè)過程包括潤濕、分散、穩定三大(dà)部分。分散劑吸附顔料示意:
顔料的(de)分散過程就(jiù)是(shì)顔料從聚集狀态變成爲(wéi / wèi)細化狀态,理想的(de)狀态是(shì)極其細化的(de)分布,構成本質是(shì)懸浮液的(de)顔料漿體。顔料顆粒的(de)三種理論分布形态:
高分子(zǐ)分散劑主要(yào / yāo)分爲(wéi / wèi)聚氨酯類、 聚丙烯酸類、聚馬來(lái)酸類等等,傳統離子(zǐ)型表面活性劑主要(yào / yāo)分爲(wéi / wèi)陰離子(zǐ)型、陽離子(zǐ)型、電中性化合物、非離子(zǐ)型。
實驗室分散劑評估參考方法:
1、研磨色漿
按照配方在(zài)專用容器中依次加入水,消泡劑,分散劑,其它助劑,色粉,用攪拌機預先攪拌分散均勻,封蓋後利用快手和(hé / huò)震蕩機研磨。達到(dào)預定時(shí)間,利用細度闆檢測顔料的(de)分散程度,細度達到(dào)要(yào / yāo)求停止研磨,利用尼龍濾網過濾後存放。
2、檢測粘度
利用粘度計檢測色漿的(de)粘度。
3、調漆
檢測調色将剩餘色漿取出(chū)少許,色漿中添加一(yī / yì /yí)定數量樹脂,助溶劑,其它助劑調成色漆。刮塗黑白卡測試光澤度和(hé / huò)遮蓋力。
4、檢測調色性
将剩餘色漆調成不(bù)同的(de)複色漆,平行刮塗黑白卡,在(zài)燈箱内利用肉眼觀測色差程度,若無色差判定合格。 将剩餘的(de)複色漆,置于(yú)烘箱中,保持 50℃ 2周,重測調色性。
5、檢測存儲穩定性
将剩餘色漿置于(yú)烘箱中,保持 50℃ 2周時(shí)間。用肉眼觀測色漿變色、沉降、黴變、幹結、 稠變等情況,利用調刀探測沉底情況,利用粘度計測試粘度變化情況,用細度闆檢測細度, 重複檢測調色性、顔色穩定性。
6、整理
清洗實驗過程中使用的(de)工具,對使用的(de)材料進行整理,對檢測記錄進行完善和(hé / huò)保存。
7、其它參考方法
流塗試驗:将不(bù)同分散劑配備的(de)漆液傾流于(yú)聚酯薄膜上(shàng),平行觀察各個(gè)漆液的(de)區别。
指研試驗:将色漿配色的(de)漆液塗布于(yú)基材上(shàng),研磨數次觀察塗膜顔色變化程度。
粒徑試驗:将色漿樣品放入粒徑儀,采用分布圖法測量粒度狀态。
以(yǐ)下結合高耐磨水性塗層案例,說(shuō)明分散劑的(de)塗層應用:
Ⅰ實驗背景
以(yǐ)特殊的(de)水性聚酰胺樹脂配備塗層,具備較高的(de)耐磨性,可能在(zài)高耐磨性能方面産生實用價值。
Ⅱ實驗方法
采用分散劑研磨無樹脂白漿、無樹脂藍漿,儲備調漆。
Ⅲ實驗儀器設備
多功能一(yī / yì /yí)體化攪拌機;刮闆細度計;制備器;行程擦拭儀;光澤度儀;電子(zǐ)秤;快手;
Ⅳ實驗操作
藍色漿試驗樣品制備,按照配方依次混合,震蕩2小時(shí)完成,制取備用
序号 |
原材料 |
數量wt/% |
型号 |
1 |
去離子(zǐ)水 |
44.8 |
|
2 |
有機矽消泡劑 |
0.3 |
CARMOT-F1301 |
3 |
分散劑 |
19 |
CARMOT-Dis2130 |
4 |
藍色粉P.B. 15:3 |
35 |
BGS |
5 |
PH調整劑 |
0.4 |
DMEA |
6 |
抗菌劑 |
0.5 |
B-10 |
|
總共 |
100 |
|
白色漿試驗樣品制備,按照配方依次混合,震蕩1小時(shí)完成,制取備用
序号 |
原材料 |
數量wt/% |
型号 |
1 |
去離子(zǐ)水 |
25.15 |
|
2 |
有機矽消泡劑 |
0.15 |
CARMOT-F1301 |
3 |
分散劑 |
3.5 |
CARMOT-Dis2130 |
4 |
钛白粉P.W.6 |
70 |
R996 |
5 |
PH調整劑 |
0.2 |
DMEA |
6 |
抗菌劑 |
0.5 |
B-10 |
7 |
防沉劑氣矽 |
0.5 |
R972 |
|
|
100 |
|
藍色漆試驗樣品制備,制取備用,試樣配置完畢,約在(zài)5小時(shí)以(yǐ)内需用完。
序号 |
原材料 |
數量wt% |
型号 |
1 |
聚酰胺水性樹脂 |
90 |
PA-100 |
2 |
交聯劑 |
1.8 |
F-150 |
3 |
有機矽雙子(zǐ)潤濕劑 |
0.18 |
CARMOT-1611 |
4 |
藍漿 |
4.5 |
|
5 |
白漿 |
4.5 |
|
|
|
101 |
|
按設定的(de)檢測配方,準備所需原料,按序号依次加入原料攪拌均勻,設置攪拌機轉速在(zài)500-1200rpm之(zhī)間,設置烘烤溫度在(zài)170℃,烘烤時(shí)間5-10min,制備器75-100μm均勻塗布耐磨料漿,待塗層幹燥,進行檢測耐磨性、粘度、細度等參數。
Ⅴ實驗數據
将幹燥得到(dào)的(de)樣闆進行檢測,得到(dào)以(yǐ)下結果
耐磨性 次數/1kg |
粘度 η/cps |
細度 /μm |
50次,無痕 |
700 |
20 |
使用摩擦布,通過1kg負荷往複擦拭,很清晰地(dì / de)看出(chū)塗層具有較高的(de)耐磨性。(添加耐擦過程視頻)
Ⅵ實驗結果分析
實驗中采用不(bù)同分散劑Dis2130、樣品A進行色漿研磨,藍漿研磨對比分散劑Dis2130更加适合,而(ér)樣品A研磨的(de)藍漿質量較差。
序号 |
項目 |
CARMOT-Dis2130藍漆 |
樣品A藍漆 |
1 |
光澤/60° |
87 |
20 |
2 |
平整度 |
平整 |
粗糙 |
3 |
氣泡 |
無 |
無 |
4 |
顔色 |
均勻 |
不(bù)均勻 |
實驗中采用不(bù)同的(de)消泡劑進行效果對照,研磨過程消泡劑對照,CARMOT-F1301具有較強的(de)消泡效果。
CARMOT-F1301 |
樣品B |
産品C |
氣泡少 |
氣泡很多 |
氣泡多 |
調漆過程消泡劑對照,CARMOT-1611體現較好的(de)低泡性,兼具良好的(de)基材潤濕性。産品D、E、F屬于(yú)有機矽型消泡劑,産品G、H、I屬于(yú)丙烯酸聚合物型消泡劑,産品J屬于(yú)礦物油型消泡劑,這(zhè)些消泡劑均出(chū)現塗膜缺陷。
序号 |
消泡劑 |
效果 |
序号 |
消泡劑 |
效果 |
1 |
CARMOT-1611 |
低泡不(bù)縮孔 |
5 |
樣品G |
縮孔 |
2 |
樣品D |
縮孔 |
6 |
樣品H |
縮孔 |
3 |
樣品E |
縮孔 |
7 |
樣品I |
縮孔 |
4 |
樣品F |
縮孔 |
8 |
樣品J |
縮孔 |
效果對比照片(中間CARMOT-1611):
從實驗分析說(shuō)明,CARMOT-Dis2130分散劑具有與水性聚酰胺樹脂很好的(de)兼容性,具有比其他(tā)類型分散劑如聚氨酯類較大(dà)的(de)優勢。
在(zài)水性啞光塗層制備中,CARMOT-Dis2130分散劑也(yě)具有較好的(de)啞粉分散性,有效提高啞光程度。
CARMOT-Dis2130 2.5%使用量,實驗室制備消光粉具有良好的(de)效果。
序号 |
消光劑 |
消光劑添加量wt% |
光澤/60° |
1 |
TS-100 |
4.3 |
11.5 |
2 |
天一(yī / yì /yí)105B |
5 |
10.4 |
CARMOT-Dis2130 2.5%使用量實驗室制備,分散同一(yī / yì /yí)國(guó)産消光粉105B,具有較好的(de)效果。
序号 |
分散劑 |
消光劑添加量wt% |
光澤/60° |
1 |
CARMOT-Dis2130 |
5 |
10.4 |
2 |
樣品K |
5 |
10.8 |
3 |
樣品L |
5 |
9.5 |
CARMOT-Dis2130分散劑其它一(yī / yì /yí)些塗層應用照片:
最後,高品質塗料制備過程中,使用分散劑使得顔料和(hé / huò)填料完全發揮了(le/liǎo)作用,這(zhè)樣的(de)塗層具備更高的(de)性能。