为了保持涂料的储存稳定性,溶剂型涂料在成漆储存时通常具有较高的粘度。然而,在施工使用前,涂料需要通过溶剂开稀至适合施工的粘度。在一些施工场合中,我们会遇到涂料开稀后需要经过相当长的时间才能完全使用,由于开稀后,涂料的粘度变低,防沉性能下降,在储存过程中会出现颜填料的沉淀,严重的会出现硬沉淀,影响涂料施工和涂层性能。那么如何解决开稀沉淀问题,制备施工和应用性能一致的涂料?
通常我们需要从以下几个方面入手:
一、分散剂
二、防沉助剂
1、气硅;
2、 聚酰胺蜡;
3、 改性膨润土;
4、其它防沉助剂;
以一个灰漆为例:
一、分散剂:
分散剂的一个主要作用就是稳定体系中的颜填料使它们能均匀的悬浮在体系中,通常分散剂通过电荷排斥和空间位阻两种效应来稳定颜填料。我们根据体系的要求,选择了以下4款分散剂对比如下:
1、将制备好的灰漆,加入溶剂,粘度调整到30s,室温静置12小时后,四个试样的开罐状态如下:
图1 样漆状态
2、4个试样,只有试样D底部无沉淀;
分散剂D制备的试样无沉淀且开罐状态良好,因此,我们选分散剂D做分散剂,进行进一步的测试。
二、防沉助剂:
选好分散剂后,我们开始测不同的防沉助剂:
1、气相二氧化硅:
气相二氧化硅的颗粒为球形,表面有硅醇基,颗粒之间通过氢键互相结合,形成三维网络结构,赋予涂料触变性,产生防沉效果。但是实验发现我们用的气相二氧化硅对漆膜的光泽度影响大,不做考虑。
2、聚酰胺蜡浆:
聚酰胺蜡中含有丰富的羟基和酰胺基,能形成强烈的氢键化学力,形成网络状结构,从而提高体系粘度来达到防沉和防流挂。我们用常用的聚酰胺蜡浆做测试,结果如下:
将制备好的色漆,用溶剂开稀至15s,室温静置12小时后,加入0.5% 聚酰胺蜡浆的试样和空白试样均有硬沉淀产生,并且有聚酰胺蜡浆的试样从底层挑起后,在玻璃棒上的残留更多,说明,其防沉性能更差,因此,我们用的聚酰胺蜡浆在本体系不适用。
图2 样漆状态
3、改性膨润土:
有机改性膨润土可以在溶剂中溶胀,于溶剂和有机介质中分散形成超微米甚至纳米薄片,并在边缘氢键的作用下形成“卡片屋”式结构,遇外力作用时结构解离,外力消失或减弱时恢复,使体系具有触变性。有机膨润土在涂料体系中能形成凝胶,具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性,耐水性及化学稳定性。我们选择我司MYSD® AS 1400,该产品具有易分散、粒径小和粒径分布均匀、粘度适中、防沉性好、对体系的光泽影响小的特点,做如以下测试:
图3 加入AS1400后,
试样无明显的沉淀产生,
而空白样有很厚的沉淀产生
将制备好的色漆,用溶剂开稀至15s,室温静置12小时后,加入0.5% AS 1400的试样无硬沉淀产生,而空白试样有硬沉淀产生,试样从底层挑起后,空白试样在玻璃棒上有大量残留,而加入AS 1400的几乎没有残留(见图3)。此外,倒出样品时,加入AS1400的样品在杯壁上留下的漆膜均匀一致,而空白样品上下则有显著差别(如图4)。同时,杯底剩余物的比例也表明加入AS 1400后的样品防沉性能明显提高,如表1。
因此,加入AS 1400可以显著改善体系的防沉性能。
图4 加入AS 1400的试样倒出时在杯壁上留下的漆膜是上下均一的,而空白试样上下有显著差别。
表 1 杯底剩余物占比(占比越大,防沉性能越差):
除了防沉性能,我们还关注了MYSD® AS1400的抗流挂性能。加入AS1400后的样品表现出了更好的抗流挂性能。
图 5 氨基烤漆体系(粘度15s)抗流挂
另外,由于灰漆自身的光泽度不高,我们选择了高光醇酸体系测试MYSD® AS 1400对光泽度的影响。结果显示:加入AS 1400并不会影响涂料的光泽度(见图6)。
图6 漆膜光泽度(AS 1400对漆膜光度无影响)
综上,我们用分散剂D搭配0.5% MYSD® AS 1400助剂组合,解决了灰漆开稀沉降问题,并且提高了体系的抗流挂性能,制备的漆膜光泽不变。
可见,通过对不同助剂助剂搭配可以将溶剂型涂料开稀沉淀问题完美解决。