涂料配方设计

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1、衣之舞 http:/ 一般说来， 我们先根据涂料的使用要求， 即涂料在工作环境下应具备的性能指 标来选定基料树脂和顔料，再根据施工要求和选定的基料来确定溶剂，在此基础上再来考虑涂料的添加剂或其他助剂等，形成一个初步配方。涂料中各组成的绝对数 量和它们的相对比例对涂料的性能有很大影响。其中只要有一个组分选择不当，涂 料的性能就会变差。乳胶涂料的顔/基比（P/B） ？ 在乳胶涂料中，基料与顔料是重要的组成部分，在顔料和基料已经确定的情况下，涂膜的构造和物理性能基本上取 决于二者之比。所谓顔/基比是指顔料分（即顔料和填料）的质量百分数对固体树脂 （不挥发分）质量百分数的质量比，通常用 P/B 来表示

2、。顔料体积浓度（PVC） 在进行乳胶涂料配方设计时，往往是以质量百分数表示。然而构成乳胶涂料的树脂、顔、 填料及其他固体添加剂， 它们的密度差异很大， 因此它们在整个涂膜中的体积分数显著不同。而在确定涂料干膜性能时， 体积分数比质量分数更为重要。 特别是对不同配方的涂料进行性 能比较试验时， 其体积分数的重要性更为突出。 顔料体积浓度是涂膜中顔料的体积在涂膜总 体积中所占的百分比，以 PVC 来表示临界顔料体积浓度（CPVC） 临界顔料体积浓度是指基料聚合物正好覆盖顔料粒子表面并充满顔料粒子堆积空间时的顔 料体积浓度，通常用 CPVC 表示P/B 是设计涂料配方时起什么作用？ 在研究涂料中顔料

3、和基料间的质量关系时，只需简单的数字运算，在配方的最初设 计阶段是非常实用的。在实际应用中，按涂料的 P/B 来进行内用、外用乳胶涂料的分类是可行的。通常外用型的 P/B 为（2.04.0） ：1.0，较为适宜的是 3.0：1.0。而 内用乳胶涂料在（4.07.0） ：1.0 范围内。如为有光乳胶涂料，P/B 往往要小于 1.0。 通过 P/B 可以大概推知涂料的某些性能。P/B 高的配方，其性能不适于户外使用，因为外墙涂料要求有良好的耐久性及耐候性， 而较少的基料不能在大量顔、 填料粒子周围形成 连续涂膜。 运用 P/B 的概念，可以设计出各种类型乳胶涂料的配方。PVC、CPVC 在设计涂料

4、配方时起什么作用？ 在对具有不同组成的涂料进行对比试验时，只用 P/B 就很难说明问题。通过对 PVC 的了 解对试验数据的解释更为科学。 因为涂料的许多物理性能与其组成变化有一非常明确的对应关系。C.P.V.C.值是色漆配方中的一个重要参数。当配方中的P.V.C.值低于C.P.V.C.值时，基 料的数量除了润湿顔料之外还可使顔料质点牢固地分散在基为中间， 使涂膜的泽度高， 难以 生锈、透水透气性低，有气泡产生。在低 PVC 配制涂料时，顔料粒子分散在基料聚合物的连续相里， 形成所谓“海-岛”结构。 在达到C.P.V.C.值时， 涂膜中恰好有足够的基料润湿质点。 但随着顔料的增加，PVC 超过

5、某一极限值时，基料聚合物就不能将顔料粒子间的空隙完全 充满，这些未被填充的空隙就潜藏在涂膜中，因而涂膜的物性以该 PVC 的极限值为界限，开始急剧下降。所以，高性能或外用涂料配方的 PVC 一般不应超过 CPVC，否则涂膜许多 物性将受到不利影响。反之，一般性能或内用涂料配方的 PVC 可超过 CPVC。外用涂料的 PVC 一般为 3055，内用涂料的 PVC 可更大些，一般为 4570。为了节省资源和降低成本，高 PVC 乳胶涂料的研究已成为发展建筑涂料的重要内容之一，故应引起对高 PVC 涂料的乳液产品的注意。衣之舞 http:/ 内墙用乳胶漆的使用环境对于乳胶漆的物理性能没有特殊要求，

6、但要能很容易地用水和清洗 剂清洗污迹。对于施工性能，内墙乳胶漆的要求是要有良好的流平性，施工时不能出现涂刷接头和太显眼的刷痕。此外，我国目前乳胶漆的施工习惯，大多数是滚涂和刷涂相结合的方 法。对于这种施工方法，乳胶漆的粘度（涂4 杯）应控制在 4555s 的范围内。 关于贮存性能，一般要求在贮存过程中应有良好的悬浮性，至少不应有结块性沉淀， 以方便施工和保证涂料性能。 最后， 还应注意乳胶漆在低温施工时的成膜问题以及在贮存过程 中的防霉变问题等。 2.选择基料种类并确定其用量涂料的配方有两种基料可供选择，一是选用聚醋酸乙烯乳胶漆，二是选用苯丙乳液材料 易购，加之市场上比较流行，因而选用苯丙乳液

7、配制，即设计的是苯丙乳胶漆的配方。 根据经验知道，内用苯丙乳胶漆的苯丙乳液用量为 25时就能配制出性能很好的乳胶漆来；而从上面介绍的顔料基料比也可以知道，内用乳胶漆的顔料基料比范围为 37： 1，这里选择苯丙乳液的用量为 25。 3.确定顔（填）料种类及用量以白色乳胶漆为例，在普通用途的内用乳胶漆中常用的顔（填）料有钛白 粉（内用乳胶漆可选用锐钛型） 、立德粉、碳酸钙、滑石粉和硅灰石粉或重质碳酸钙 等 5 种。根据内用乳胶漆的顔料基料比为 37：1 的范围，这里选择 3.3：1。若苯丙乳胶漆的用量为 25，并假设，其在乳胶漆中的固体含量为 12，顔（填） 料 的总量为 40。 显然，这样大量的

8、顔料用量，仅用钛白粉和立德粉既使乳胶漆的市场价格难以承受，也是没有必要的，因而采用顔料和填料搭配使用的方法。 根据经验将上述 5 种顔（填）料搭配使用如下（） ：钛白粉 10；立德粉 40；碳酸 钙 15；滑石粉 20；硅灰石粉 15。按总量 40，折合成在乳胶漆中的用量（）就是：钛白粉 4；立德粉 16；碳酸钙 6；滑石粉 8；硅灰石粉 6。 4.确定助剂的种类及其用量上面所确定的是乳胶漆的基本组分，为了满足性能上的要 求。5.试配及检验确定了初步设计配方以后，即可以按照一这的程序试配，并对所得到的 乳胶漆进行最直观的涂刷性能（流平性、流挂性等）和粘度等进行初步检测。 6.配方调整在性能的初

9、步检验时可能会发现，乳胶漆的粘度很低，经短时间的贮存即有明显的沉淀，而且漆膜看起来也可能显得很粗糙，成本也可能偏高了。 7.进行综合性检测本步骤主要地使用经过调整的（粘度、涂刷性能等已经满意）配方， 配制适当量的乳胶漆，进行全面的性能检测，并根据检测结果对配方再进行适当调整。乳胶漆的生产过程 乳胶漆的生产一般有两种方法，一种是色浆法，即把顔料、填料先调入已溶解有润湿分散剂的配方水中，经过高速分散或研磨制得色浆。用氨水或其他 PH 值调节剂将乳液的 PH 值调至 78 后， 根据工艺条件可以直接和助剂、 色浆混合均匀后再和乳液混合均匀制成 乳胶漆；另一种方法是直接法，即将顔料、填料分散于基料中，

10、再和助剂等一起分散均匀再进行研磨。前一种方法由于先制色浆，可以反复多次分散或研磨，制成品的细度较高，从而 给漆料带来一系列优异性能。无论是着色顔料还是体质顔料，在买来的时候，都是由数百个 到数千个一次粒子凝聚起来的二次粒子组成的。 在和乳液混合的时候， 或是将顔料的二次粒衣之舞 http:/ 的不同。前一种混合方法叫做研磨着色法或色浆法。后一种方法叫做干着色法。色浆水是对顔料二次粒子施加大量的机械能，使其先在水中解聚、分散形成色浆，再与基料混合。与此 相反，干着色法是将顔料二次粒子直接加入到基料中进行搅拌。因此，两种配制方法所制造 的涂料，其固体分和顔料的解聚、分散状态明显不同（1）色浆法 色

11、浆法制造乳胶涂料的流程：首先，将顔料分散剂和湿润剂、增稠剂水溶液、水及其他组成 物用捏合机或搅拌浆机进行预混合，再用胶体磨或砂磨机将顔料二次粒子解聚、分散，调制成顔料浆。把顔料浆移到搅浆机中，然后，把预先（根据需要）加有增塑剂和成膜助剂的乳 液加进去，进行混合。加水调节粘度，这样就制得乳胶涂料。最后经过滤，装罐即得成品。 （2）干着色法干着色法是将乳液、顔料和添加剂在搅浆机或捏合机中混合制得涂料的。用干着色法制 备涂料比色浆法工艺简单， 而且可以制得高浓度涂料， 其缺点是顔料分散状态不能达到要求 的标准。此外，由于用作基料的乳液要经受比较苛刻的条件，所以对顔料混合稳定性的要求很高。干着色法出现

12、的这些问题完全是因为顔料粒子形成了二次粒子所造成的。也就是说， 当把二次粒子加到乳液中时， 多孔的二次粒子就很快将水吸入孔中， 乳液粒子因二次粒子表 面的过滤作用局部被 浓缩，形成湿润膜。如果对膜施加外力，二次粒子将会解聚，但如果湿润膜太坚韧，就很难解聚了。 乳液聚合物的硬度对涂膜性能影响？ 一般来说，聚合物乳液是共聚体，以能形成刚性聚合物的单体（硬单体）和形成柔韧聚合物的单体（软单体）搭配在一起共聚而得。乳胶涂料中使用的典型硬、软单体有：硬单体苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等； 软单体丙烯酸高 级烷基酯、顺丁烯二酸和反丁烯二酸的高级烷基酯、高级乙烯基酯、乙烯、丁二烯等。 柔

13、性乳液聚合物对于成膜性、初期光泽和伸长性等涂膜性能有利，但单体的选择、考虑的方面很多，例如粘结力、顔料结合力、保色性和耐候性等不仅仅是由硬度一个方面支配， 故 单体的选择必须综合考虑。硬性乳液聚合物对涂膜的耐污染性、耐划伤性和保光性有利， 但 涂膜的耐洗刷性和经济性也是选择单体时要同时考虑的。 要选择适当硬度的乳液聚合物来保证最终涂膜的耐碱、耐水及各种性能。 Q.如何提高乳胶涂料的遮盖力？ 乳胶涂料遮盖力的好坏与所用顔料遮盖力强弱有直接关系。涂料的遮盖力不足，说明使用遮盖力较强的顔料不够，造成填料耗用过多，这是由于涂料厂为了降低成本，大量采用各 种填料来代替遮盖力较好的顔料造成的。另外，涂料的

14、粘度过稀、搅拌不均匀、施涂不均匀 等都会造成遮盖力不足。当底涂与面涂的顔色相差过大时，即使使用一般遮盖力的涂料， 也会显得遮盖力不足。为了提高涂料的遮盖力，应选用遮盖力强的顔料，如钛白、立德粉等。 填料的加入量要适当，在保证质量的前提下再考虑降低成本。另外，在涂料施涂前和施涂过 程中应充分搅拌均匀，并注意调节好涂料的施工粘度。施工时要仔细认真，不应出现漏刷。掌握好这几点，都有助于遮盖力的提高。在基材顔色与 面涂顔色相差过大时，为保证良好的遮盖力，可薄薄地多涂刷一道涂料。 Q.造成乳胶涂膜起皮、剥落的原因是什么？（1）乳胶涂料本身成膜有好，即乳液未成连续透明膜而造成龟裂，遇水即会脱落。 （2）涂

15、料组分中顔、填料的含量过高，树脂含量过低，造成涂膜附着力差。 （3）基层疏松，有浮尘、油污等不洁物，涂膜与基层粘附不好。衣之舞 http:/ （5）基材过于平滑，易造成涂膜附着力不好。Q. 如何防止乳胶涂膜起皮、脱落？ （1）施工温度应在 10以上，成膜助剂选用要得当，加量适宜，以保证乳液形成连续涂膜。 （2）根据不同使用场合及要求，选择合适的顔基比。不能为降低成本而过多增加顔、填料用量。 （3）基层应处理好，将疏松层铲掉，将浮尘、油污清理干。 （4）根据内、外墙的不同要求，选择粘结强度好的腻子层不可过厚（以找平墙体为准） ， 一定要等腻子干燥后再施涂涂料。 （5）过于光滑的基材应用界面剂处理，以增强涂料的附着力，减少脱落。 乳胶涂料及涂膜产生病态的原因是什么？乳胶涂料及其涂膜产生的病态，可在涂料施工前产生，也可在施工期间或施工后出现。 因此产生病态的因素很多，主要有以下几方面。 *（1） 乳胶涂料本身的质量乳胶涂料所用基料及其性质、 基料与顔、 填料的比例 （PVC或 P/B 的确定） 、顔、填料的细度及在基料中的分散状况、助剂的选择及用量是否合适等。 （2）施工基层状况基层材质、表面粗糙程度、墙体湿度、PH 值、养护期及基材处理是否 得当、所用腻子质量等。（3）涂装工艺涂层厚度、施工程序、是否有底涂与面涂相配套、每道涂料之间的间隔长 短等。 （4）施工操作在