河北涂协水性漆会议资料课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/9/14,#,水性涂料配方设计初探,2015天津水性漆会议资料,1、水性漆,“水性漆”定义，以水为溶剂或稀释剂的涂料的泛称。意义与“溶剂型涂料”的含义是一致的。水性漆可细分为若干大类。,按树脂类别划分：水性醇酸漆、水性氨基漆、水性双组份聚氨酯漆、水性环氧漆等。,按用途划分：建筑涂料、工业涂料、汽车涂料、木器涂料、防腐涂料等。,按涂装方式划分：喷漆、手刷漆、电泳漆、浸涂漆、滚涂漆等。,看过上述分类会使我们不由自主地想到：涂料发展进入了新时代,迎来了一个新的里程碑。发展的动力是环保与健康，是人类的需求！,是社会的需求！是健康的需求！是人类赖依生存的基础。,在新事物面前难免会怀旧、会留恋、会对比。会发生许多不如人,意的事。需要慢慢地适应她、呵护她、推动她。这是历史潮流，只有,溶入这个潮流才会发展、才会前进、才会从中获得更大的效益！这是,一个利己、利民、利国的千秋万载的大事业！,2水性涂料与溶剂型涂料的区别,水油两涂料相比。就技术和性能而论，差距还很大。水性涂料还赶不上溶剂型涂料。水性涂料发展的主要动力是环保、节能和健康。,溶剂型涂料有几百年的发展史，我国水性工业漆的发展史不足20,年，最早建筑涂料也只有50余年的历史。在这么短的时间内要赶上溶,剂型涂料的水平是不现实的。,2-1树脂是造成两类涂料性能差别的主要原因之一。,以水性醇酸树脂和油性醇酸树脂为例。合成工艺和原材料基本相,同。区剂在于水性醇酸树脂要亲水，合成时多数采用酸超量或者二次,酯化法。这就导致了两种树脂产生差别：,区别一，溶剂型涂料树脂固含量高，丰满度好；溶剂挥发受相对湿度（RH）影响较小，挥发速度较快，涂膜干燥时间较短。,水性涂料树脂固含量低，丰满度差；混合溶剂挥发受相对湿度或临界相对湿度（CRH）影响大，挥发速度较慢，涂膜干燥时间较长。,区别二、水性醇酸和溶剂型醇酸都属于氧化聚合干燥型涂料。,干燥有四个阶段，每一阶段都离不开催干剂的帮助。催干剂是有活性的金属盐。阴离子部份是异辛酸或环烷酸，阳离子是化合价可变的金属，例如钴，锰、钙、铅、铅锆、锌等。在溶剂型涂料中树脂和干料都是以分子状态溶解在涂料中催干效果良好。在水性涂料中树脂和干料与溶媒相容性都不好，导致催干效果不佳。,区别三、水性醇酸不是以分子状态溶解在水中的，而是依靠大分子中被胺中合的氨基分散在水中。所以外观是乳状液，分子亲油部份是以卷缩状分散在水相中。这与溶剂型醇酸以分子状态均匀的溶在溶剂中不相同，这样会影响到它们的干燥固化速度和最终涂膜的性能如硬度和耐水性。,再以单组份的丙烯酸乳液涂料为例。这种树脂多用于制作金属防锈底漆和木器漆。虽然树脂类型有所区别，但成膜机理相同。这些涂料在应用领域，与溶剂型涂料相比，差距很大。,溶剂型木器漆主要是双组份PU涂料，性能好，价位低。而水性木器漆价格和性能都不占优势。它的优势就是健康、环保、节能。,当今市场的单组份水性丙烯酸木器漆是受价格和原料来源等诸多,因素的影响才逐渐形成的木材涂料体系。,丙烯酸乳液是热塑型树脂。成膜剂使聚合物溶涨、相互聚结、渗透、缠绕，在毛细管力的作用下融合成膜。它们之间没有或缺乏官能基交联，所以导致涂膜性能不好。而双组份PU涂料，分子间通过氨酯键交联，整个涂膜是一个相互交联的网状体。在耐水、硬度、耐化学等性能上，单组份水性丙烯酸木器漆是赶不上的。就实际性能而言丙烯酸树脂作木器漆不是理想的。长处用不上，短处更明显。,水性双组份PU涂料和溶剂型双组份PU涂料是可比的，但性能差距也很大。原因与水性醇酸的区别之一和三相类似。,怎么比？比什么？用单组份的水性丙烯酸和双组份溶剂型聚氨酯相比不合理也不公平。但这是当前木器漆的现状。应用领域没有错，人家需要的是性能和涂装工艺的习惯性。生产单位也没错，受环保、价格、原料来源的影响丙烯酸乳液最合适。市场和生产有待磨合！,丙烯酸乳液合成工艺及原料路线都很成熟，不同单位的产品性能虽有差距，但不会差别很大。要改善和提高涂料性能，关键是增强成膜时的交联率和交联密度。,要达到这个目的，应该从俩方面考虑：,其一是乳液合成时使用交联单体，例如双丙酮丙烯酰胺为交联单体，接到聚合物上。再与己二酰肼交联反应生成腙，一端一个肼，可以把二个聚合物联接在一起，变成网状结构。己二酰肼起了架桥作用，在有水存在的情况下不发生反应，当水挥发了，肼上的氨基就会取代双丙酮丙酰胺上的酮基形成腙。在合成聚合物时要考虑交联单体的用量和交联单体在聚合物中的位置，应尽量地增强或提高交联率和交联密度？,其二是在聚合物合成时留下活性官能基，例羟基、氨基等为外加交联固化剂提供条件。,水性氨基烘漆是人们最认可的一种水性工业漆，主要原因是高温烘烤，漆膜交联固化，成膜性跟溶剂型烘漆相同。虽性能还有些差距，但基本能满足客户的需求。在环保、性能、价格方面达到了市场平衡。但在涂料生产时的颜料分散和涂膜烘烤时的泡沫问题还有待进一步更好地解决和提高。,水性环氧烘漆尚好，主要问题在自干环氧涂料，干燥速度慢、硬度低，还不太客易被市场接受。,2-2 水性涂料生产技术还有待提高,前面对因树脂不同，导致涂料性能的区别，作了简要介绍。下面我想对水性涂料生产技术上不足之处，谈些不成熟的看法：,2-2-1助剂的应用,人们往会采用溶剂型涂料生产方法，生产水性涂料。助剂会沿用建筑涂料所用助剂。结果会出现许多问题。人们忽略了一个主要问题，没有考虑涂料的基材。建筑涂料的基材几忽是水泥墙。工业漆的基材绝大多数是金属表面，木材表面、塑胶表面，这些物质表面的表面能、光洁度、附着物，跟水泥墙截然不同。所需助剂的表面活性能要比建筑涂料高得多，建筑涂料助剂的活性能低，所以不好用。,有了问题再重新找助剂解决。对助剂的性能，应用领域及助剂之间的匹配性及协同性等缺乏了解。知之不多或知之不深，往往要反复实验花费大量时间。,水性涂料所用助剂10多种。我认为主要问题反应在润湿剂、分散剂、消泡剂、脱泡剂、成膜剂等的应用技术上。还有各种助剂应用性能的匹配性及协同性。,2-2-2溶剂,在油性涂料中有机溶剂种类，VOC没限止。水性涂料就不同了溶剂主要是水又有VOC限止，所以共存的有机溶剂除作溶剂外，赋于些特殊功能，像对干燥速度、润湿、成膜、耐水、脱泡、颜料分散等。如何选用共存溶剂和添加量，对水性涂料制造来说不是件易事。,2-2-3粘度控制,粘度控制不应体现在利润上，而应体现在性能上。有些涂装工艺需要高粘度，例如高压无气喷涂，需要高粘度涂料，如何增稠，增稠的稳定性、流变性、消泡性等难度都很大。又如立面喷涂，涂料的防流挂性、涂膜厚度与涂膜流平性的关系也不是容易解决的问题。,2-2-4树脂互配,这在我国涂料生产技术方面是一个弱项，溶剂型涂料多数是单一树脂，即使是双组份涂料多数也是1：1。一个树脂的性能是有限的、价格是固定的、性能调整是不可能的。多种树脂拼合，这些问题都能解决。水性涂料更是如此，需要混拼。可以改善成膜性，减少有机溶剂的使用量，平衡价格，提高丰满度、光泽、耐水性等诸多性能。目前国内大多数水性漆还是使用单一树脂，有待改进。,水性涂料是发展的初期阶段，有些问题不足以为怪。应用领域提出些严苛要求是对生产领域的帮助。它会促进涂料工业的发展。但应用领对性能比较要有前瞻性、综合性、社会性。当前可能会牺牲些性能，可我们会换得健康、环保和节能，就向我们总理讲的那样，宁肯要一座绿山，也不要一座金山银山。我深信水性涂料的发展是有希望的，将来会达到或赶上溶剂型涂料的水平。,3、克服水性涂料研发难点的初浅见议,3-1水性涂料与溶剂型涂料最大区别是溶剂,表一 水与各类溶剂，的表面張力（mMm）,水,72.50,醇类溶剂,21.4035.10,乙醇22.27,异丙醇21.70,酯类溶剂,21.30 28.50,BAC25.09,EAC23.75,酮类溶剂,22.50 26.60,MEK24.60,CHK34.50,醇醚类溶剂,22.60 34.80,EEG28.20,BnEG27.40,醇酯醚溶剂,28.20 31.70,CAC31.80,脂肪烃溶剂,18.00 28.00,矿物油18.00,异戊烷14.00,芳烃溶剂,28.00 30.00,To.28.53,Xy.28.08,两种涂料溶剂不同，导致许多性能上的差异。油性涂料溶剂种类多，可视需求调整溶剂。而水性涂料只有水和少量共存溶剂。难以达到溶剂型涂料那样的成膜性和流动与流平性。要改善提高只好借助添加剂帮忙。,水性涂料研发中首先遇到的难题就是在基材上的成膜性及颜料在水中的分散。这是因为水的表面张力比有机溶剂高所造成的。,从表一中可以看到有机溶剂的表面张力都比较水低。溶剂型涂料的表面,张力一般在30 mMm以下，低于基材的表面能，润湿成膜性好。水性涂料的表面张力高，大都在34mMm左右，对于大多数基材都存在润湿性问题。加之孔隙、雾化、动态表面张力失衡等问题更增加了铺展润湿的难度。,降低涂料与基材的界面张力是解决这些问题的关键。因此润湿剂便成了水性涂料不可缺少的添加剂之一。,3-2润湿,因为溶剂型涂料表面张力低，润湿问题没有引起人们的足够重视。水性涂料就不同了，对润湿这个问题要重新认识。,液体在固体上的润湿有三种型态，铺展润湿、浸渍润湿、粘附润湿。,3-2-1铺展润湿,铺展润湿主要发生在成膜过程中。在高表面能的基材上，涂料成膜性优于低表面能材质。水性漆表面张力高成膜不良。要达到良好的成膜铺性，必须先降低涂料的面张力。,並不是表面张力低了涂料就会获得良好的铺展性。从表二中可以看到：降低表面张力最强的，並不是铺展性最好的。原因是助剂类别不同，发挥作用位置不同，效果也不同。,为增强铺展润湿性，必须选择能降低基材和涂料之间界面张力的活性剂，这种活性剂通常被称之为基材润湿剂。,基材的铺展润湿涉及三个界面，其润湿功可用下式表示：,W,S,=r,sg, r,s,l r,lg,-1,基材润湿剂主要是在液固界面定向排布，降低液固界面张力r,sl,。一般不会影响层间附着力，而且对附着力会有所改善或提高。例如硬红木，或塑料材质的表面能比较低，水性涂料涂装有困难，若添加基材润湿剂，使涂装变成可能，以致会获得良好的涂膜。,基材润湿剂在清漆中设有不良影响，但在亜光漆中基材润湿剂会优先吸附到没有经过润湿分散处理的sio,2,表面上，使sio,2,变成缩孔施体，若漆膜的表,面张力高于sio,2,的表面张力就会产生缩孔。,表2、不同类型表面活剂降低表面,张力和 铺展润湿面积,首先要对表中的表面活性剂进行分类：一、二两项是表面状态控制剂（流平剂）。第三、四两项是润湿剂。,相同的是这四种助剂都能降低表面,张力。不同的是它们的分子结构不同，作用方式和位置不同，所以效果也不同,润湿剂小分子量小具有两亲结构，必定在基材界面处定向排布，所以会起到润湿基材，推动涂料流动的作用。,流平剂分子量较大虽有两亲结构但与涂料相容性受限，必定被推到涂膜的表面，降低涂膜的表面张力起到控制表面状态作用。,这就是说要获得良好的涂膜必须两面控制。即要添加基材润湿剂又要添加表面状态挖制剂。,表面活性类型,0.1%表面活性剂水溶液的表面张力,（25）,mMm,0.1%表面活性剂水溶液0.05亳升在PVC上铺展面积（cm,2,）,高分子量有机硅表面活性剂,31,5,非离子型含氟表面活性剂,17,20,Tego Wet KL-245,21,160,碳氢化合物,35,20,3-2-2浸渍润湿,浸渍润湿主要发生在颜料研磨分散过程中。是指颜料表面原来的吸附物被树脂或表面活性物取代的过程，这个过程叫颜料润湿。润湿能够改变颜料的表面性质。所用的表面活性剂被称之为颜料润湿剂或润湿分散剂。,炭黑和有机颜料在水中分散是无法进行的。因为水比颜的表面张力高，无法达到对颜料的润湿。必须使用润湿剂使不亲水的颜料变成亲水的颜料。因为这种润湿过程发生在液项中，所以叫作浸渍润湿。它涉及二个界面，润湿功如式2所示。,W,I,= r,sg, r,sl,-2,当浸湿功W,I,为正值时，浸渍润湿发生。由于润湿剂在颜料表面上的定向吸附，颜料表面由疏水的变成亲水的，便颜料在水中研磨分散变得容易了。,3-2-3粘附润湿,这种润湿与水性涂料和水性墨的关系不大,，接触角多数大于90度，,对水性涂料和水墨的铺展润湿无帮助，对颜料润湿也无太大作用，因此不作介绍。,3-2-4润湿剂的作用,在前介绍了几种与涂料有关的润湿现象。现将水性涂料因润湿产生的弊病及解决的对策，归纳如下：,3-2-4-1基材润湿,在低表面能的基材上，高表面张力的涂料流动流平性差，导至不展布、卷缩、大片缩孔，形不成规整的涂膜。克服这种弊病必须使用基材润湿剂，降低固液界面张力。这种助剂只在固液界面处定向排布，不会迁移至表面，所以它不会影响层间附着力，可改善和提高涂膜与基材的接着性。成膜问题解决了，但表面平整度或手感欠佳就必须使用表面状态控制剂。,3-2-4-2基材润湿剂与表面状态控制剂的协同作用,表面状态控制剂在液气界面排布，以降低表面张力消除因表面张力差所造成的表面缺陷。表面张力低对流平不利。添加基材润湿剂,可促进涂料流动，平衡了因表面张力低给流平带来的不利影响。这种矛盾统一性的平衡控制。是涂料配方设计技术水平的体现。水性涂料常用Glide410+Wet KL245来提高涂膜的平整度和手感。,3-2-4-3 润湿剂对颜料润湿分散的作用,润湿剂虽对颜料分散稳定只有辅助作用，但却可降低色浆粘度，有利制造高浓度色浆。提高研磨效率，节省能源。 式3的颜料润湿效率公式，说明了颜料润湿分散中诸多因素的关系。,W=k,r,F1,cos, r,3, -3,式中的,r,fl,COS,就是杨氏定理中的润湿功：,r,sg,-,r,sl,=,r,lg,cos -4,r,3,是颜料二次团粒的粒子间隙。间隙越大表明粒子堆集的密度越松，称这颜料粒子为附聚体。好润湿好分散；间隙越小说明堆积的密度越紧密，称这这种颜料粒子为凝聚体，即不好润湿又不好分散。,是粘度，,是二次团粒孔隙的深度。都与润湿效率成反比。,3式可看作是杨氏定理的修正式，纳入了颜料粒子状态和粘度,4式是个计算式，根据接触角和表面张力可计算出铺展润湿功 。,3-2-4-4润湿剂赋予涂料的特殊效果,向木材等有孔隙的基材，需要涂料填充。对溶剂型涂料而言还不算太难，但对水性涂料来说就不太容易了。要使水性涂料具有良好的填充性，必须使用渗透剂。虽叫渗透剂，其 实就是润湿剂。作用效果可参阅3式。织物整理剂和皮革涂饰剂中早已应用，效果最好、应用最多、性价比最佳的是磺化琥酸二辛酯钠盐。最大缺点是特别稳泡。在水墨中应用极其广泛。水性漆中也可应用，但效果不如有机硅聚醚和氟碳类润湿剂，主要缺点是展布性不强。,漆雾在基材上形不成完整的涂膜这是常见现象。也是因润湿不良而产生的弊病。润湿剂可以提供良好的雾化性。考查雾化效果有两方面，一是从枪内喷出的气雾，二是雾滴落到基材上的铺展性，漆膜是否能连成片中间没有间隙。添加Tego Wet280可获得良好的雾化性。,3-2-4-5降低动态表面张力,液体运动状态下的表面张力称其为动态表面张力。涂料涂装速率过快，面积迅速扩大，表面活性物来不及在新表面或界面处排布，造成新表面张力失衡。常出现不沾漆、卷缩、露底、缩孔等不良现象。这就是动态表面张力失衡造成的缺陷。解决办法是在水墨和水性涂料中加添动态表面张力平衡剂。这种润湿剂能在运动状态下快速定向排布。这种润湿剂多是醇醚类的非离子表面活性剂，例如Tego Wet 500系列产品。及前面提过的琥珀酸二辛酯磺酸钠盐都是很好的动态表面张力平衡剂。颜料分散在运动状态下进行，这些助剂对颜料润湿分散有效果。应用时最好选择阴、非离子搭配，对抗钙离子集聚有利。,3-2-4-6润湿剂应用的注意事项,前面讲述了润湿和润湿剂的作用。还有必要对润湿剂应用時的注意事项作以简单扼要地介绍。,角田光雄讲，润湿程度与发生润湿变化時能量变化的大小相对应。产生润湿的主要因素是固/液界面上的物质化学组成，该物质在界面上的排列密度和定向排列的状态。,这段话包括四种含义：（1）使用润湿剂時要依据被润湿与润湿物之间的表面能的差来选择润湿剂。（2）润湿强度取决于润湿剂降低界面张力的能力，材料不同效果不同。（3）润湿剂用量多少决定吸附密度及吸附状态，密度又决定润湿强度。（4）润湿剂能否在固/液界面处定向吸附排布，是能否发生润湿作用的基础，为达此目的润湿剂分子必须具有两亲化学结构。,这段话是润湿剂的作用原理，也是告诉我们如何选选择润湿剂？要润湿低表面能的物质，必须选择具有髙表面活性的润湿剂。例如在水中分散低表面能的有机颜料和在低表面能的材质上涂装。最好选择有机硅和氟碳类的润湿剂，用量少效果好。,4分散剂和颜料在水中的分散,颜料分散是色漆制造的重要工序之一。溶剂型与水性颜料分散的主要区差别是分散介质。溶剂型颜料分散介质是树脂液，而水性分散介质多数是水。水色浆制造难度大，稳定性变差。,颜料分散就是把颜料粒子制成稳定的悬浮体。整个过程包括润湿、粉碎和稳定。它们不是递进进行的，而是同时发生的。润湿改变了颜料表面性质；外力把颜料粉碎成细小粒子。分散体的稳定性，是由分散剂或树脂来实现的。,颜料研磨分散会用到三种助剂：润湿剂、分散剂和消泡剂。,水性涂料为什么使用无树脂色浆，原因有二，其一是通用性，其二是多数树脂不能上磨研。所以水性涂料使用的色浆多数不含树脂。因此助剂就成了水性色浆制造的主角。在溶剂型涂料中树脂承担的任务，在水性色浆中变成由助剂承担。,水性含树脂色浆粘度大，不仅对剪切有利。而且对色浆稳定性、着色力、涂料的光泽、遮盖力都是有利。但对色浆浓度和研磨效率有影响。在适宜的条件下还是含树脂色浆好。,4-1分散剂定义及分散剂分类,分散剂是分子量较大的表面活性剂，吸附在分散体的悬浮稳定性。,合成基础理论是电荷斥力和空间位置效应。高分子分散剂多采用嵌段和接技共聚方法合成。活性是依靠嵌接的官能团和聚合物链段来实现。分散剂的好坏是看其与树脂的相容性和在颜料表面上的定向吸附能力。,分散剂的分类，还没见到一个规范的科学的方法。一般是按分子量大小划分。从一千到几万都称高分子分散剂。有些不科学。我将分子量一万以内的称大分子。一万以上的称高分子。,烷基氧化苯乙烯聚醚磷酸盐是，含有颜料亲合基，苯基在水中与有机颜料有很强的亲合力，磷酸盐可以电离，产生电荷吸附。即有电荷的保护用，有空间位阻效果,。,o,C,X,H,Y,O CH,2,CHO CH,2, CH,2, OPONa, ,m,OH,n,这类分散剂大都被称作润湿分散剂，近年发展很快。特别是在水性涂料中用量增长迅速。因为其性价比较好，容易被人们接受。,4-2分散剂的推荐添加量,分散剂的使用量对颜料的分散效果极其重要，特别是高分子量的分散剂必须让颜料粒子达到饱和吸附，否则就会产生絮凝、沉降等不良现象。溶剂型最好采用EFKA公司推荐的测定法：无机颜料，按吸油量的10%；炭黑按DBP吸附值的20%；有机颜料，按BET面积的20-50%添加。颜料的比表面积越大添加量越多。水性最好用丹尼尔流点测定法。各种方法测定的添加量都是供货时颜料粒子需求的助剂量，未考虑粉碎后 新增加的面积。所以要乘上个系数，系数大小要根据颜料供货时的粒径和粉碎后要求达到的粒径来决定。多数是经验。,若把一个边长5,m,的立方体颜料颗粒，粉碎成边长0.5,m的小立方体颗,粒，颗粒的个数、总面积、边、角的增长变化数如表二所示。,表 3 颜料粒子粉碎后面积、边、角的数值变化,从上表中得知角增加了1000倍，边长100倍，这都是颜料表面最活跃,的地方。表面积增加了100倍。从热力学角度分析，体系是不稳定,的，边角的地方最容易产生絮凝。设计研磨配方时，要选用活性树脂,注意添加浓度，强迫大分子吸附到颜料粒子表面。若使用的是非活性树脂必须使用分散剂保护新增加的界面，降低体系能量，保持分散体,边 长,粒子个数,总 边 长,总 面 积,总 角 数,5,m,1,5X12=60,m,5X5X6=150,m,2,8,0,5,m,10X10X10=1000,0,5X12X1000=,6000,m,0.5X.0.5XX6X1000=,1500,m,2,8X1000=,8000,系的稳定性。,选择分散剂添加量比较准确的方法是粘度测定法，可以在生产中直接采用的，在固定量的颜料中添加不同量的分散剂，经过研磨粉碎，测定达到细度要求时，分散体的粘度和所用时间，粘度低时间短，就是最佳添加量。采用“红魔鬼”分散试验机即快捷又方便。,4-3水性研磨色浆配方设计,前面讲的所有内容几乎都可以归纳到研磨配方设计之内，总结一下，要注意以下几点：根据树脂的性质和其在色浆中所起的作用，决定其用量。树脂活性度是选择润湿分散剂、添加量及添加顺序的依据。树脂活性越大对颜料润湿分散效果越好，可以少用甚至不用助剂。树脂无活性只能依靠添加剂，助剂用量较大。根据颜料和树脂的性质设计颜/基比，颜/基比设计时要找出所用树脂的最佳打浆浓度。分散设备选择及颜料粒径控制也非常重要,4-4分散体的稳定性与润湿分散剂的选择关系,水性色浆质量好坏关键是助剂。助剂不在贵浅而在适用。选择分散剂首先要注意助剂与树脂的相容性，相容性不好的分散剂在树脂液中不会有良好的伸展性，这会影响吸附和吸附状态。相容性不好的分散剂与树脂的亲合力差。被分散剂包覆的颜料粒子不能够很好地与树脂结合，就会产生付作用，失光、增稠、沉降、遮盖力差等不良倾向。所以相容不好的润湿分散剂不能用。,4-4-1吸附：在混合物质内一种物质由相内部向界面处富集，称这种现颜象为吸附。分散剂分子中的活性官能团能否吸附到颜料粒子表面上、吸附形态和吸附牢度，是由颜料表面性质和所用助剂的类型决定的。例如制造无机颜料水性色浆时，使用离子型分散剂，会产生离子吸附或酸碱吸附，若使用高分子分散剂很可能是氢键吸附。若使若使用高分子分散剂很可能是氢键吸附。若使用大分子的有颜料亲合基的分散剂，有可能是电荷吸附或氢键吸附或极性吸附。,4-4-2吸附形态：吸附形态和吸附量取决于被吸附物的分子结构和,吸附物表面特性及分散介质的性质。吸附形态决定吸附层的厚度和吸,附牢度。低分子传统型分散剂一般在分子一端或中间有一个活性基呈单点吸附，前者一条尾巴，后者二条。这种吸附形态牢度不够，容易脱落。AB、ABA型嵌段高分子活性物都是尾齿尾型吸附，伸展基长,吸附层厚，是理想的分散剂。梳状接技共聚物是齿状吸附，有较長的,伸展基，吸附层也很厚，也是很好的分散剂。吸附层只有达到一定厚,度才会具有良好空间位阻效应，才能获得稳定的分散体。这种高分子,分散剂润湿性差，最好与润湿剂配合使用。但要注意配合比例。,4-4-3颜料粒径,分散体系的稳定与颜料粒径大小有关。涂料中的分散剂或高分子,聚合物吸附在颜料粒子表面上，粒子被一层聚合物溶液包裹着这层保,护层称着空间称着空间位阻层。当两个带着吸附层的颜料粒子相互靠,近，吸附层重叠時，在重叠区域内由于溶剂被挤压排出，会产生两种力：渗透压效果或反溶剂化效果（GM）；熵斥（GV）。两个粒子间的引力（VA）是觉范德力，粒径越大引力越大 。,颜料粒径 1,m,200 :1,吸附活性物约0.005 m,颜料粒径粉碎至0.1 m,20 :I,吸附活性物约0.005m,由此可见当吸附层厚度固定时，粒径大吸附层厚度相对变薄，引力增强。尽管斥力一样，但与小粒径相比排斥能力变弱，稳定性变差。,5、配方设计与实践,以下所有参加配方大部份是以实验室实验为基础，工厂批量生产尚需实践验证。有人验证过基本问题不大。,5-1参考配方设计说明,参考配方主要推荐的是水性工业漆和木器漆：水性工业漆以钢铁防腐为主。选择了些符合国情的有参考值的国外设计的配方，同时也推介了自己配方设计的理念，例如，防锈、防腐助剂选择、树脂的选择及混用。其目的是，性能调节、价格控制，协调产品定位与市场定位的合理性等。,木器漆配方设计要点：是助剂的运用，特别是润湿剂。 树脂混拼技巧，树脂之间的匹配性、成本构成、环保影响、市场和性能。配方中的树脂配比和助剂的添加量的实验数据和理论依据。例如Tg值、温度、(成膜剂、消泡剂对温度都很敏感) 、涂装条件（包括涂装工具、施工现场条、温湿渡等） 。,5-2配方设计举例,表-4 国外公司推荐的防锈涂料配方,原料（Raw Materil）,投量（weight）,原料（Raw Materil）,投量（weight）,Water,水,83.30,Ammonium hydroxide,3.00,（铵水）,Optigel LX,润湿剂,0.500,CT-R7100,树脂乳液,490.00,Tego Foamex1488,3.00,（消泡剂）,Tamol 165A,分散剂,9.50,Water,16.66,AMP-95,0.50,EB,成膜剂,40.00,Ti0,2,R 706,100.00,DPnB,成膜剂,25.00,HaloxSZP391,缓蚀剂,50.00,DPM,成膜剂,24.00,Cimbar UF,超细钡,50.00,Tego Foamex1488,0.50,（消泡剂）,MP15-38Talc,滑石粉,50.00,Ammonium hydroxide,1.00,（铵水）,Water,27.26,表四续,Water 水,8.33,Optiflo H-600 粘度调整剂,10.00,Sodium nitrite 12%,12.00,Super seaton black,炭黑,2.00,DPM,5.00,Total,1061.56,该,配方共分六部份，第一部份是研磨色浆，有颜料钛白，填料滑石粉和超细硫酸钡，还有缓蚀剂磷硅酸锶（SZP），分散剂是罗姆哈斯的，值得注意的是他使用了多功能助剂AMP-95有助于提高润湿分散以效果。第二部份是树脂液，他予先单独用NH,4,OH处理。第三部份成膜助剂，是梯度挥发型的组合。挥发速度顺序DPnBDPMEB第二次使用消泡剂，进一步控制pH值。第四部份是防闪锈剂，用水稀释成7.2%。第五步是用成膜,助剂稀释粘度调整剂Optifio H-600。最后一步是使用炭黑浆调色。,黑色面漆配方,表-5 黑色亮光漆（Black GI0SS）,Raw Material,Weight,Raw Material,Weight,Watet 水,62.28,Super Seatone biack,30.00炭黑浆,Water 水,16.66,Ammonium hydroxide,4.80铵水,Sodium nitrite 12%,12.00 防闪锈,tTego Foamex1488,2.50,EB 乙二醇丁醚,40.00,DPM二丙二醇甲醚,10.00,DPnB二丙二醇丁醚,50.00,Optifi H-600粘度调整剂,10.00,CT-R7100,610.00,Total,848.24,表-6 防锈涂料参考配方,Demi water,16.50,CB3 颜料膏,1.00,EB,1.90,Talc 滑石粉,20.50,Bentone LT 膨润土,0.13,KYK-022 消泡剂,0.2,Haloflex202 树脂,45.70,CX-30 DSM稳定剂,3.45,铵水25%,适宜,纯净水,1.04,Halox X330 防闪锈剂,0.43,Surfynol104E 润湿剂,0.30,Texanol 成膜剂,1.00,BYK-154 分散剂,0.50,Nubirox-106 防锈颜料,6.00,Total,100,上述介绍的两个参考配方都是外国推荐的。Haroflex202价格稍高些。CT-R7100价格不贵，基本与国内持平。CT-R7100单涂层（第一个配方），在22 ，湿度50%的条件下，干燥一周耐盐雾可达607小时。双涂层，下灰上黑，底面各2mil耐盐雾可达1400小时。,两个公司推荐的配方都比较真实合理。比较适合国内现有发展水平，有许多值得我们学习和借鉴的地方，比如投料顺序，原料成本构成，助剂等材料的选用。,黑漆配方，黑浆部份即无分散剂又无润湿剂。经查找得知使用的是含丙烯酸树脂的黑浆。采用水和成膜助剂先兑稀的工艺。成膜助剂占树脂量的16.39%，因该树脂MFT和Tg值也是50 ，所以成膜助剂用量较大。诺选用树脂混拼就可节省成膜助剂用量。,另一公司推荐的202是丙烯酸、氯乙烯、偏氯乙烯三元共聚物，固含60%。价格偏贵，但具有非常好的防腐蚀、防潮湿的效果。是制造水性集装箱漆的好材料。,贵公司推荐的配方不十分详细，我觉得色浆部份分散剂用量不足对贮存稳定性会有影响。,表-7一般水性工业漆参考配方,原料名称,烘烤,防锈,氨基,原料名称,CT-S300,80.00,Linten-1,0.35,0.40,0.35,CT-R7100,75.00,Glide410,0.30,0.30,CT-R2010,20.00,25.00,Texanol,8.00,3,50,5.00,CT-XK540,100.0,DMP,6,5,Cymel 325,15.00,DBnE,2.00,3.00,铁红浆70%,30.00,35.00,29.00,DEE,2.00,Ascotran H10,.0.30,0.30,0.30,杀菌剂,0.30,0.10,Foamex825,0.15,0.15,0.15,Water,10.00,Airex902,0.15,0.13,q.15,Total,141.55,158.08,153.25,表-8铁红和钛白浆制作配方,铁 红 浆,钛 白 浆,面漆浆,底漆浆,底漆浆,面漆浆,水,20.80,22.30,水,21.80,21.80,分散剂4060,4.00,分散剂4060,4.00,4.50,润湿剂DO-75,1,50,润湿剂DO-75,1,50,1,50,铁红,70.00,50.00,硅灰石粉,15.00,硅灰石粉,7,。00,滑石粉,10.00,滑石粉,5.00,国产金红石钛白,22.00,70.00,ZPA,8.00,立德粉,23.00,Foamex810,0.20,0.20,Foamex810,0.20,0.20,500聚醚,3.50,2.00,BnEG,2.00,2.00,表8续 含树脂钛白浆制作参考配方,该配 方有三点值得注意（一）是钛白粉，进口钛白可制成80%浓度的色浆。而国产钛白制成60%浓度都不易。该配方用国产钛白制成了70.27%浓度的色浆。（二）是DS-50树脂，该树脂属活性树脂，具有良好的润湿分散性效果，对提高颜料浓度、降低粘度有帮助。树脂占配方的5.26%，固固=2.62%。加树脂粘度低，没沉降。不加树脂粘度略高，有沉降。可见树脂有润湿分散作用。（三）是分散剂，不加树脂，最高制成65%浓度的色浆，该分散剂润湿性特好，降粘明显。固固不能少于5%，本配方供货形式用量为 钛白的7.25%，总配方量的5.09%，固固= 5.79%。色浆钛白含量70.27% 细度10,m,以下，粘度8001000 mPs之间。,Water,60.00,聚醚,6.00,分散剂4060,17.43,Foamex810,0.30,DS-50（35%）,18.02,国产金红石钛白,240.57,表9一般工业水性色漆参考配方,CT-R - 7100,30.00,650.00,20.00,Water,20.00,2.00,CT-R - 2010,70.00,350.00,LD-40,80.00,Ascotran-H14,0.30,3.00,0.30,Linten No1,0.10,2.00,0.35,Water,1.00,10.00,1.00,Wet-280,0.20,1.50,Foamex1488,020,2.78,0.20,DPnB,4.00,20.00,Glide-410,030,Texanol,5.00,4.00,DPM,2.50,10.00,2.00,铁红浆,300.00,EB,1.50,40.00,2.50,钛白浆,30.00,30.00,Water,5.00,10.00,3.00,AMP-95,0.50,0.80,0.5,AP-3000,15.00,1.50,三乙醇胺,7.50,0.75,CT-R7100和CT-R2010都是外国公司产品。本配方采用了混拼方法。主要目的是为了互相改性：7100 Tg50、MFT50 更度高、不返粘，2010 Tg27、 MFT17，成膜温度低、漆膜软、返粘。若按不同比例混拼，可以降低7100的成膜温度，减少成膜助剂的用量、改善耐水性。也改善和提高了2010漆膜软，返粘等缺点。即可作底漆又可作面漆。,混拼后在温度12-20成膜性均很好，漆膜干后（25、1h ）耐水可达4h。7天后72-90h。90烘烤30分钟耐水可达一周。弯曲1mm冲击50kg,cm、附着力划圈法1级。耐盐雾没作。,配方中所用AP-3000是复合型的羧化磷酯类的缓蚀剂。防锈、防水、耐盐雾效果优越。可提高附着力，特别是湿膜附着力。在铝材、度锌铁板上可提供卓越的附着力。可降低烘烤温度。与磷酸锌类防锈颜填料混合使用效果更佳。不会影响涂料的贮存稳定性。,在水性涂料中使用时用胺（三乙胺、Falamine Plus）中和至pH值参考配方如下,水 95； Falamine Plus 1； BCS 2； AP-3000 2。也可不用此配方用胺中和后加水稀释，方便添加使用即可。用量为供货形式的0.55%。,配方中的Ascotran H14是防闪锈剂，含少于5%亚硝酸钠的有机酸盐水溶液,表-10水性白色木器漆涂装体系,填孔,打磨,罩光,填孔,打磨,罩光,CT-S300,45.00,白底浆70%,30.00,CT-K1910,55.00,钛白浆70%,28.00,CT6600,75.00,硬锌膏40%,6.25,CT K1910,25.00,Glide410,0.30,Texanol,3.00,4.00,Lintin No.1,0.40,DMP,3.50,3.50,Faomex825,0.12,0.12,DPBn,4.00,Airex-902,0.09,0.10,Total,146.96,136.42,表-11水性木器清漆配套涂装体系,原料名称,封闭,打磨,罩光,原料名称,封闭,打磨,罩光,CT-6600,75.00,硬脂酸锌膏,6.25,CT-2000,80.00,Water,5.00,PUDO-35,25.00,PUDA-35,20.00,Viscoplus3030,0.20,CT-2180,100.0,DPM,2.00,AMP-95,PH=8,Ph=8,Foamex-825,0.15,0.15,0.12,DEE,2,00,2.00,2.00,Airex-902,0.10,0.12,0.10,DPM,3.00,1.00,Wet KL-245,0.40,0.35,0.30,Texanol,3.00,3.00,3.00,Glide-410,0.30,Total,表-12两种不同树脂制成的高光高丰满度的木器清漆,CT-3000,70.00,80.00,K-191,125.00,100.00,PUDO-35,30.00,20.00,Raykote 30s,60.00,40.00,Wet KL-245,0.25,Lintin 0.3,CC-2180,20.00,20.00,Foamex-825,0.12,0.120,Foamex=825,0.20,0.15,Airex=902,0.10,0.10,Airex,0.15,0.12,Glide-410,0.30,0.20,Glide-410,0.50,0.40,Twin-4100,0.60,0.50,ViscoPius3030,0.30,0.30,DEE,1.50,1.50,ViscoPius3030,0.20,0.20,PPH,8.50,7.50,Texanol,4.00,4.50,Total,106.57,106.92,Total,215.15,168.97,表12是两组不同树脂组成的两组涂料。,第一组是由油改性的聚氨酯和水分散的丙稀酸乳液组成的。该组树脂构成的涂料，丰满度好、光泽高于普同丙烯酸乳液、质量中高档，成本不高。同组两个配方区别，第一个配方油改性PUDO量多，所以丰满度更高，光泽可达88以上。第二个配方成本略低些，关键是PUDO少些，更换了润湿剂所致。,第二组树脂是由不同Tg值的丙烯酸乳液组成，高的Tg值130、低的13中间的25。该组树脂构成的涂料硬度高、干燥快、耐水性好。混合树脂成膜温度低，成膜剂用量少有利于环保。高Tg值的Raykote30s给予涂膜硬度，K191给于丰满度、光泽和耐水性，2180主要目的是提高耐水性。因为整体涂料成膜助剂用量少了所以干燥速度相对较快。,另外，成膜助剂的用量和类别对成膜性、干燥时间、耐水性，有,相当大的影响是配方设计的一个要点。,结束语,当,你尽了自己的最大努力,时,，,失败,也是伟大,的，所以不要放弃，坚持就是正确的。,When You Do Your Best, Failure Is Great, So DonT Give Up, Stick To The,End,感谢聆听,不足之处请大家批评指导,Please Criticize And Guide The,Shortcomings,演讲人：,XXXXXX,时 间：,XX,年,XX,月,XX,日,