水性醇酸04:水性醇酸漆对助剂有哪些独特要求?

阮江雷

技术专家
工业涂料  
由于其分散体系的独特性,用水性醇酸树脂制备水性醇酸漆时,对助剂的选择也有一些独特要求。
研究课题:工业涂料

不同于油性工业漆的单相溶液体系(树脂溶液),也不同于乳胶漆的双相乳液体系(乳胶粒子和水),水性醇酸树脂并不是真正意义上难过的水溶性树脂,而实际上是水分散体系或水可稀释体系,它是含有亲水性羧酸盐官能团的树脂颗粒分散在含有亲水性溶剂的水相中,既不溶于水,也不是溶解于含溶剂的水溶液中。

由于其分散体系的独特性,用水性醇酸树脂制备水性醇酸漆时,对助剂的选择也有一些独特要求。

水性醇酸漆对哪些助剂有独特要求呢?

答案就是:主要有四种助剂

分别是:增稠剂、消泡剂、助溶剂、分散剂

第一 增稠剂

水性醇酸漆的配方里通常含有大量的胺中和剂和乙二醇丁醚BCS,二者都能破坏水性体系里的氢键,而大多数增稠剂是通过氢键作用来增稠的,一旦氢键被破坏,增稠剂的增稠效果便会大打折扣,有时候甚至不起作用。

因此,很多在水性丙烯酸漆里有效的增稠剂,在水性醇酸漆里几乎无效。比如绝大多数膨润土类,如膨润土,蒙脱土,凹凸棒土等,在水性丙烯酸体系里都有不错的防沉防分水防流挂的作用,也就是添加量有所区别,但是绝大多数在水性醇酸体系里的增稠作用不大。

有机增稠剂如缔合型增稠剂和聚氨酯增稠剂,在水性丙烯酸体系里的增稠效果非常显著,缔合型增稠剂添加量在3‰左右,聚氨酯增稠剂添加量1.5‰左右,就有极好的增稠和防流挂作用。但是在水性醇酸体系里,两种增稠剂的增稠效果都会大打折扣,添加量几乎都要加倍

因此,在筛选水性醇酸漆的增稠剂时,可以在制备增稠剂预凝胶后再加入醇或醇醚类溶剂,并观察和测试溶剂对预凝胶粘度的变化,尽量选择降粘小的增稠剂。

有些增稠剂如改性纤维素类,黄原胶类,虽然在水性醇酸体系里有极好的增稠效果,但这些增稠剂通常会影响漆膜的耐水性,所以很少用于水性醇酸漆中。

因此,筛选合适的增稠剂,对于水性醇酸漆而言,是个非常重要的工作。

第二  消泡剂

水性醇酸树脂里有比较多的乙二醇丁醚(BCS),制成的水性醇酸漆的表面张力是比较低的,因此,水性丙烯酸漆里常用的矿物油类消泡剂因表面张力大,在水性醇酸漆里完全不起作用。

表面张力低于BCS的消泡剂,主要有硅类和氟类,目前可用的消泡剂几乎都是改性有机硅类消泡剂,此类消泡剂表面张力更低,在水性醇酸漆里也具有极强的消泡和破泡能力。

但是消泡和破泡能力强不代表就是好的消泡剂,有些消泡剂除了消泡能力强,还会带来其他毛病,比如缩孔,成膜状态不好等,这样的消泡剂就不能使用。

在水性醇酸漆里具有良好消泡效果,还没有副作用的消泡剂,少之又少。

另外,用于水性醇酸漆的消泡剂,通常对分散工艺有一定要求,比如有些要求研磨前添加,避免因分散不好带来缩孔等。

第三 助溶剂

水性醇酸树脂本身需要一定的溶剂才能使其分散在水中,助溶剂对水性醇酸树脂的作用,不仅仅提供溶解力和亲水性,在其他方面也有不小的作用。

水性醇酸漆里比较常用的助溶剂是乙二醇丁醚BCS,再就是丙二醇甲醚PM,二丙二醇甲醚DPM,二丙二醇丁醚DPnB。不同的助溶剂,有不同的溶解力,亲水性和挥发速度,可以根据需求合理搭配。

亲水性醇醚溶剂有很强的破坏氢键的能力,可以用来调节水性醇酸漆的粘度和流变状态。如果做出的水性醇酸漆或水性丙烯酸拼醇酸漆的粘度特别是稠度偏大,此时要想降粘,则可以加水稀释,但想要降低稠度(触变性)和粘度,添加一定量的BCS,效果更显著。

在做滚涂专用的水性醇酸漆时,滚涂效果不好,流平性较差时,补加润湿剂或其他流平剂仍不能解决问题时,此时补加一定量的BCS,就有可能很大程度上提高漆膜的流平性,改善水性醇酸漆的滚涂效果。

又比如,在湿度严重偏低的施工环境中,水性醇酸漆施工后很容易因水分挥发过快导致爆孔现象,此时补加少量的乙二醇丁醚,即作为保水剂,也作为慢干溶剂,可以很好调节挥发梯度,降低漆膜产生爆孔的风险。

第四 分散剂

水性醇酸树脂本身具有一定的分散性,因此,对于常规颜填料的分散剂,要求并不高。

但是熟悉醇酸漆里的助溶剂,对于颜料的分散稳定性有很大的影响,导致水性醇酸中灰色漆很容易出现浮色问题,特别是浮黑。选择合适的防浮色发花的分散剂,就是当务之急了。

不过,这种问题,除了多进行测试,别无他法。

最后

与前面几项相反,基于水性醇酸漆自身的独特优势,水性醇酸漆对于润湿剂,流平剂和防闪锈剂的要求,相对都比较低,润湿剂不加都可以,流平剂几乎不加,防闪锈剂也没有太高的要求,非常容易选择。



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