高颜基比涂料在施工粘度时的防沉

2013-07-07 08:16来源:上海开林造漆厂 作者:冯在平

0 前言
普通底漆、防锈漆、中涂等具有较高颜基比的涂料，在原装罐中都具有良好的防沉性。如果施工时采用无空气高压喷涂、手工刷涂和辊涂，均不会出现太严重的沉淀问题。因为在这些条件下施工，涂料中加入的稀释剂量不会太多，有较高的施工粘度来保证涂装效率。但如果施工中采用空气喷涂、浸渍或淋涂，那么就需在涂料中加入较多的稀释剂来降低粘度，以达到所需的施工粘度，从而保证涂装质量。在这种高颜基比低粘度的涂料体系中，如果没有有效的防沉措施，极易发生沉淀现象，给施工涂装带来极大的不便，针对这种情况，我们展开了研究和试验。

1 防沉剂的种类
我们知道，要防止颜填料在涂料中发生沉淀，我们会在涂料中添加一些流变助剂来加以解决。
常用的流变剂及其作用如下：
有机膨润土：常用作经济的流变防沉剂，能适用于大多数的基料体系中；
气相二氧化硅：适用于高粘度、厚浆型涂料，能适用于大多数的基料体系中；
氢化蓖麻油：适用于低粘度的基料中，高颜基比厚浆型涂料中的流变剂；聚乙烯蜡：能适用于大多数的基料，其特点是防沉而不增稠；
聚酰胺蜡：能适用于大多数的基料，增稠明显，防流挂性好，有很好的流变防沉作用；
有机磷酸酯：能适用于大多数基料中，防沉而不增稠。

2 防沉性试验
对比各种流变防沉剂在铁红丙烯酸防锈漆中的防沉效果，结果见表1。

注：防沉等级10 最好，0 最差；DP-150：聚羧酸有机胺电中性盐。
从表1 的试验数据来看，各种流变防沉剂在铁红丙烯酸防锈漆中都能成为较为理想的胶体结构，在体系中起到了很好的防沉作用。将上面所做的样品用稀释剂稀释到一般能适合空气喷涂的粘度，相当于涂-4 杯20~24 s 左右。再来观察各种流变防沉剂在低粘度体系中的防沉作用，结果见表2。

注：防沉等级10 最好，0 最差。
从表2 中我们可以看出：防沉剂在低粘度体系中不能保持较为理想的防沉状态。我们将2 种防沉剂进行复合使用，发现效果要比单一使用1 种防沉剂好得多。表3 是DP-150 与其它3种流变防沉剂复合使用的结果。

注：1—DP-150 加量为0.3%；2—防沉等级10 最好，0 最差。
DP-150 与其它流变防沉剂复合使用，样品在1 周后观察沉淀情况：
（1） DP-150 与膨通-88（临安）复合使用，样品的防沉效果最好：上层有清液，罐底无沉淀，能容易地搅拌均匀。
（2） DP-150 与气相二氧化硅复合使用的效果最差：上层有清液，罐底有少部分结块，能搅拌均匀。
（3） DP-150 与聚乙烯蜡复合使用的效果居中：上层有清液，罐底有少部分沉淀，能搅拌均匀。
3 防沉流变剂的使用量
在高颜基比的低粘度体系中，DP-150 与其他流变剂复合使用时效果较好。下面我们重点讨论DP-150 与其他流变剂复合使用的用量。
DP-150 与膨通-88 的最小用量各为0.3% 时，已经能够达到涂料在低粘度状态下的防沉要求；如果它们各自的用量超过0.8% 时，防沉效果无明显提高。
DP-150 与202P 聚乙烯蜡最小用量各为0.3% 时，也已能明显改善涂料在低粘度时的防沉效果；如果它们各自的用量超过1.2% 时，防沉效果无明显提高。
DP-150 与气相二氧化硅最小用量各为0.3% 时，也已能明显改善油漆在低粘度时的防沉效果；如果它们各自的用量超过2.2% 时，防沉效果无明显提高。

4 DP-150与其他流变剂复合使用的适用体系
将DP-150 与其他流变剂复合使用，各用0.5% 做试验，在各种基料中的试验结果见表4。

通过以上试验可知：在使用空气喷涂、淋涂或浸涂的涂料品种时，由于在施工时加入了较多的稀释剂，涂料在施工粘度下易发生沉淀现象，我们可采取添加复合流变剂的方法使涂料有一个较为理想的状态或在沉淀发生时能容易地搅拌均匀。此法不但适用于底漆、中涂等高颜基比的体系，有时也适用于低颜基比的面漆中。这种防沉措施在实际的生产中有一定的意义。

5 应用实例
5.1 超厚膜环氧耐磨漆
产品部分技术要求：
粘度/ Pa·s：2.5~3.5；
固体含量/%：≥ 95；
干膜厚/μm：600 （一次成膜）。
由于该漆颜基比较高，所以在生产该品种的油漆时，特别是在调浆和砂磨的过程中，体系较稠，会给生产加工带来困难。我们用DP-150 来降低体系的粘度，使生产该涂料的过程变得容易些。
在调浆的过程中加入0.5% 的DP-150，使浆料的粘度符合生产工艺的要求。经调浆、砂磨、配色，最后加气相二氧化硅和酰胺蜡调节粘度，过滤，包装。产品在贮存和使用过程中符合技术要求。而更重要的是改善了无气喷涂性能，漆膜一次喷涂达到用户的要求（600 μm），漆膜表面更平整和光洁。这是由于DP-150 对颜料有很好的润湿作用。
5.2 无机富锌漆
我们知道，无机富锌底漆当漆料和主剂配好后，要搅拌一定的时间才能将漆搅拌均匀并且体系粘度很低。当体系静置一段时间后，在底部就会产生锌粉沉淀，再重新搅拌也很难将沉淀的锌粉搅起。而且此时喷涂极易发生堵枪现象。我们在生产无机富锌底漆时，流变防沉剂（有机膨润土）不变，只是增加0.3% DP-150 和锌粉一起高速分散，过滤，包装。这时过滤的杂质比不加DP-150时要少。生产的漆料与主剂更容易混合。当体系静置一段时间后在底部就有一部分锌粉沉淀，但再重新搅拌，沉淀的锌粉很容易搅起，喷涂时也不易堵枪。由此看来：DP-150 有足够的时间渗透到颜料颗粒的缝隙中去，扩散到颜料核心，以便松懈颜料颗粒的内部结构，从而使涂料不论从生产、贮存、使用上稳定性都有大的提高。

6 结语
根据试验数据和实际生产情况来看：
（1） 单用1 种流变剂不能在高颜基比低粘度的状态下起到很好的防沉作用；单一的流变剂只能在生产或贮存过程中起到很好的防沉作用。
（2） 高颜基比低粘度状态下要有很好的防沉作用，要用2 种流变剂复合使用。其中 DP-150 与其他流变剂复合使用的效果比较好。
（3） DP-150 在实际的使用过程中，能降低生产过程中的体系粘度，提高生产效率；帮助提高涂料的贮存稳定性、改善喷涂成膜后漆膜的表面状态。