Ningbo Paint and Coating Industry Association
一、水性涂料分層現(xiàn)象的類型及表現(xiàn)
(一)分乳液現(xiàn)象
涂料的表層會(huì)分離出部分液體,該液體偶爾帶有一點(diǎn)藍(lán)光,但大部分情況下呈現(xiàn)為乳白色。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于締合型增稠劑與乳液粒子間的締合不牢。在儲(chǔ)存過(guò)程中,原本應(yīng)該穩(wěn)定結(jié)合的乳液粒子解吸脫離出來(lái),懸浮在涂料的表層,從而導(dǎo)致了分乳液現(xiàn)象的發(fā)生。
(二)分水現(xiàn)象
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的儲(chǔ)存,涂料表面會(huì)分離出一部分透明的淺黃色或無(wú)色透明的黏液。其產(chǎn)生的原因是水合型增稠劑與締合型增稠劑在用量和種類上的使用不相符。當(dāng)這兩種增稠劑的搭配不合理時(shí),在存儲(chǔ)過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)互相排出的情況,一個(gè)過(guò)于親水而另一個(gè)過(guò)于疏水,進(jìn)而引發(fā)分水現(xiàn)象。
(三)沉降現(xiàn)象
涂料在儲(chǔ)存過(guò)程中,內(nèi)部的均勻性發(fā)生改變。大粒徑粒子和質(zhì)量重的粒子在涂料中的分布不再均勻,垂直方向上出現(xiàn)梯度變化,從稀到稠,底部甚至?xí)霈F(xiàn)硬沉淀。這主要是因?yàn)轭佁盍戏稚⑿圆睿W泳墼谝黄鹦纬闪舜蟮念w粒,加快了涂料的沉淀速度。此外,長(zhǎng)期靜放超過(guò)涂料的時(shí)效、存放溫度偏高、涂料粘度過(guò)低以及顏填料相互反應(yīng)等因素,也都可能引發(fā)沉淀情況。
二、水性涂料分層現(xiàn)象的產(chǎn)生原因分析
(一)增稠劑相關(guān)因素
1. 締合型增稠劑與乳液粒子的相互作用
締合型增稠劑在水性涂料中起到調(diào)節(jié)粘度和穩(wěn)定乳液的重要作用。然而,當(dāng)它與乳液粒子間的締合不牢固時(shí),就無(wú)法有效地將乳液粒子束縛在涂料體系中。在儲(chǔ)存過(guò)程中,外界環(huán)境的微小變化或者涂料內(nèi)部成分的輕微波動(dòng),都可能導(dǎo)致這種不穩(wěn)定的締合關(guān)系被打破。乳液粒子一旦解吸脫離,就會(huì)向上移動(dòng)并聚集在涂料表層,形成分乳液現(xiàn)象。這可能與增稠劑的分子結(jié)構(gòu)、添加量以及與乳液的兼容性等因素有關(guān)。例如,如果增稠劑的分子鏈長(zhǎng)度不合適,或者其活性基團(tuán)與乳液粒子的結(jié)合能力較弱,都容易導(dǎo)致締合不牢的情況發(fā)生。
2. 水合型與締合型增稠劑的搭配問(wèn)題
水合型增稠劑和締合型增稠劑在水性涂料中通常需要協(xié)同作用,以達(dá)到理想的流變性能和穩(wěn)定性。但如果它們?cè)谟昧亢头N類上搭配不當(dāng),就會(huì)出現(xiàn)相互排斥的情況。過(guò)于親水的水合型增稠劑和過(guò)于疏水的締合型增稠劑可能無(wú)法在涂料體系中形成良好的協(xié)同網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致在儲(chǔ)存過(guò)程中各自分離。這種分離不僅會(huì)使涂料的粘度和穩(wěn)定性受到影響,還會(huì)引發(fā)分水現(xiàn)象,嚴(yán)重破壞涂料的均勻性和使用性能。
(二)顏填料因素
1. 分散性差
顏填料是水性涂料中的重要組成部分,它們不僅賦予涂料顏色和遮蓋力,還對(duì)涂料的性能有重要影響。然而,如果顏填料的分散性差,粒子就容易聚集在一起形成大的顆粒。這些大顆粒的沉降速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了細(xì)小均勻分散的粒子,從而加速了涂料的沉淀過(guò)程。顏填料分散性差可能是由于在生產(chǎn)過(guò)程中分散工藝不合理,如攪拌時(shí)間不足、分散劑選擇不當(dāng)或者添加量不夠等原因?qū)е碌摹?nbsp;
2. 相互反應(yīng)
不同的顏填料之間可能會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這種反應(yīng)可能會(huì)改變顏填料的性質(zhì)和狀態(tài),進(jìn)而引發(fā)沉淀。例如,某些顏填料中的金屬離子可能會(huì)與涂料中的其他成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成不溶性的化合物,從而導(dǎo)致沉淀的形成。此外,顏填料與涂料中的樹脂、助劑等成分也可能發(fā)生相互作用,影響涂料的穩(wěn)定性和均勻性。
(三)其他因素
1. 儲(chǔ)存條件
長(zhǎng)期靜放:涂料在儲(chǔ)存過(guò)程中,如果長(zhǎng)時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài),粒子就會(huì)在重力的作用下逐漸沉降。特別是對(duì)于那些穩(wěn)定性較差的涂料體系,長(zhǎng)期靜放更容易導(dǎo)致分層現(xiàn)象的發(fā)生。而且,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),沉降的粒子可能會(huì)進(jìn)一步聚集和結(jié)塊,增加了處理的難度。
溫度偏高:較高的儲(chǔ)存溫度會(huì)加速涂料內(nèi)部的分子運(yùn)動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)速率。對(duì)于水性涂料來(lái)說(shuō),溫度升高可能會(huì)使增稠劑的性能發(fā)生變化,降低其增稠效果和穩(wěn)定性。同時(shí),溫度升高也會(huì)使顏填料的分散狀態(tài)受到影響,增加粒子聚集和沉淀的可能性。此外,高溫還可能促進(jìn)涂料中各種成分之間的相互作用,引發(fā)一些不良反應(yīng),導(dǎo)致分層現(xiàn)象更加嚴(yán)重。
2. 涂料粘度
涂料的粘度對(duì)其穩(wěn)定性有著重要影響。如果粘度過(guò)低,涂料中的粒子就容易在重力作用下發(fā)生沉降。低粘度的涂料無(wú)法提供足夠的阻力來(lái)阻止粒子的運(yùn)動(dòng),使得分層現(xiàn)象更容易發(fā)生。而且,粘度低還可能導(dǎo)致涂料在施工過(guò)程中流掛嚴(yán)重,影響施工質(zhì)量和涂層的均勻性。
三、水性涂料分層現(xiàn)象的解決方法
(一)針對(duì)分乳液現(xiàn)象的解決策略
由于分乳液現(xiàn)象主要是由締合型增稠劑與乳液粒子間締合不牢引起的,因此在生產(chǎn)過(guò)程中需要優(yōu)化增稠劑的選擇和使用。首先,要選擇與乳液兼容性好的締合型增稠劑,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定合適的添加量。可以對(duì)不同品牌和型號(hào)的增稠劑進(jìn)行篩選和測(cè)試,找到與所用乳液結(jié)合最穩(wěn)定的增稠劑。同時(shí),在生產(chǎn)過(guò)程中要注意控制攪拌速度和時(shí)間,確保增稠劑與乳液充分混合均勻。如果已經(jīng)出現(xiàn)分乳液的情況,可以嘗試輕輕攪拌涂料,使其重新混合。但需要注意的是,這種攪拌可能會(huì)破壞涂料原有的結(jié)構(gòu)和性能,因此需要謹(jǐn)慎操作,并在攪拌后對(duì)涂料的性能進(jìn)行檢測(cè),確保其仍然符合使用要求。
(二)針對(duì)分水現(xiàn)象的解決措施
對(duì)于分水現(xiàn)象,關(guān)鍵是要調(diào)整水合型增稠劑與締合型增稠劑的用量和種類,使其達(dá)到合理的搭配。在生產(chǎn)前,需要進(jìn)行充分的實(shí)驗(yàn)和配方優(yōu)化,確定最佳的增稠劑組合和用量。可以通過(guò)流變學(xué)測(cè)試等方法,評(píng)估不同增稠劑配方下涂料的穩(wěn)定性和流變性能,選擇最適合的方案。如果已經(jīng)出現(xiàn)分水現(xiàn)象,可以嘗試將分離出的黏液和下層涂料小心混合,并加入適量的能夠調(diào)節(jié)增稠劑平衡的助劑。例如,可以添加一些具有乳化和穩(wěn)定作用的表面活性劑,幫助重新分散和穩(wěn)定涂料體系。但在添加助劑時(shí),要注意其對(duì)涂料性能的影響,避免引入新的問(wèn)題。
(三)針對(duì)沉降現(xiàn)象的處理方法
1. 松散沉淀的處理
當(dāng)沉淀是松散的情況時(shí),可以采用攪拌的方法使其混勻后再使用。具體操作是先將部分上層溶劑倒出,然后使用攪拌器攪拌下層部分。待初步分散均勻后,再把倒出的溶劑倒回,繼續(xù)攪拌均勻,有時(shí)還可以進(jìn)行過(guò)濾,以去除可能存在的大顆粒雜質(zhì)。在攪拌過(guò)程中,要注意攪拌速度和時(shí)間的控制,避免過(guò)度攪拌導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生或者對(duì)涂料性能造成不良影響。同時(shí),過(guò)濾時(shí)要選擇合適的過(guò)濾介質(zhì)和過(guò)濾設(shè)備,確保過(guò)濾效果的同時(shí)不影響涂料的質(zhì)量。
2. 嚴(yán)重結(jié)塊沉淀的處理
如果沉淀物中出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的結(jié)塊情況,可以使用刮鏟從容器的底部將沉淀鏟起,研磨攪碎之后,再倒回到原來(lái)的桶中,然后將二者混合均勻。這種方法需要一定的操作技巧和耐心,以確保結(jié)塊的沉淀能夠充分分散。但如果經(jīng)過(guò)這樣的處理后,涂料仍然無(wú)法混合均勻,依舊有干結(jié)沉淀的情況,那么為了保證施工質(zhì)量和涂層性能,涂料只能報(bào)廢或降級(jí)使用。
(四)綜合預(yù)防措施
1. 優(yōu)化生產(chǎn)工藝
改進(jìn)分散工藝:在生產(chǎn)過(guò)程中,要確保顏填料能夠充分分散。可以采用合適的分散設(shè)備,如高速攪拌機(jī)、砂磨機(jī)等,并合理控制分散時(shí)間和速度。同時(shí),選擇合適的分散劑也是關(guān)鍵,分散劑的種類和添加量要根據(jù)顏填料的性質(zhì)和涂料體系進(jìn)行調(diào)整,以提高顏填料的分散穩(wěn)定性。
嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量:原材料的質(zhì)量直接影響涂料的性能和穩(wěn)定性。對(duì)于乳液、增稠劑、顏填料等原材料,要選擇質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品,并在采購(gòu)過(guò)程中嚴(yán)格把關(guān)。在使用前,要對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)試,確保其符合生產(chǎn)要求。
精確計(jì)量和混合:在生產(chǎn)過(guò)程中,要準(zhǔn)確計(jì)量各種原材料的用量,并確保它們能夠充分混合均勻。可以采用自動(dòng)化的計(jì)量和混合設(shè)備,提高生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。同時(shí),要注意不同原材料的添加順序和混合時(shí)間,避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致涂料性能出現(xiàn)問(wèn)題。
2. 合理控制儲(chǔ)存條件
控制儲(chǔ)存溫度:水性涂料應(yīng)儲(chǔ)存在適宜的溫度范圍內(nèi),一般建議在5 - 35℃之間。要避免涂料暴露在高溫或低溫環(huán)境中,可以通過(guò)安裝空調(diào)、暖氣等設(shè)備來(lái)調(diào)節(jié)儲(chǔ)存環(huán)境的溫度。同時(shí),要注意倉(cāng)庫(kù)的通風(fēng)情況,保持空氣流通,防止溫度局部過(guò)高或過(guò)低。
避免長(zhǎng)期靜放:在儲(chǔ)存過(guò)程中,要定期對(duì)涂料進(jìn)行攪拌或翻動(dòng),以防止粒子沉降和分層。可以制定合理的儲(chǔ)存管理計(jì)劃,規(guī)定每隔一定時(shí)間對(duì)涂料進(jìn)行一次攪拌操作。同時(shí),在使用涂料時(shí),要遵循“先進(jìn)先出”的原則,盡量減少涂料的儲(chǔ)存時(shí)間。
3. 定期檢測(cè)涂料性能
在涂料的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中,要定期對(duì)涂料的性能進(jìn)行檢測(cè)。可以通過(guò)檢測(cè)涂料的粘度、細(xì)度、遮蓋力、附著力等指標(biāo),及時(shí)發(fā)現(xiàn)涂料性能的變化和潛在的問(wèn)題。對(duì)于檢測(cè)不合格的涂料,要及時(shí)進(jìn)行處理,避免使用質(zhì)量不穩(wěn)定的涂料影響施工質(zhì)量和涂層性能。水性涂料的分層現(xiàn)象是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,涉及到增稠劑、顏填料、生產(chǎn)工藝、儲(chǔ)存條件等多個(gè)因素。通過(guò)深入了解分層現(xiàn)象的類型、產(chǎn)生原因和解決方法,并采取綜合的預(yù)防措施,可以有效地減少水性涂料分層現(xiàn)象的發(fā)生,提高涂料的質(zhì)量和穩(wěn)定性,確保其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果。在未來(lái)的研究和實(shí)踐中,還需要不斷探索和創(chuàng)新,進(jìn)一步優(yōu)化水性涂料的配方和生產(chǎn)工藝,以滿足不斷提高的市場(chǎng)需求和環(huán)保要求。同時(shí),加強(qiáng)對(duì)涂料性能的檢測(cè)和監(jiān)控,建立完善的質(zhì)量控制體系,為水性涂料的發(fā)展提供有力的保障。只有這樣,才能使水性涂料在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更加有利的地位,為推動(dòng)涂料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
來(lái)源:水性大平臺(tái)