一種有效降低調(diào)色成本的鐵黃色乳膠漆的研制

劉浪浪 問娟娟

摘? ? ? 要：通過對樹脂乳液、氧化鐵黃粉以及分散劑的篩選研究，研制了一種有利于涂料生產(chǎn)企業(yè)降低調(diào)色成本的鐵黃色乳膠漆。該產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐水性、耐堿性和耐人工老化性能。該產(chǎn)品作為色漿應用在乳膠漆產(chǎn)品調(diào)色中具有良好的相容性和優(yōu)異的展色性。

關? 鍵? 詞：低成本;鐵黃;調(diào)色;乳膠漆

中圖分類號：TQ 630.1? ? ? ? 文獻標識碼： A? ? ? ?文章編號： 1671-0460（2019）10-2310-04

Abstract： Through the screening study of resin emulsion， ferric oxide yellow powder and dispersant， a kind of iron yellow emulsion paint with low color blending cost was developed. The product has excellent water resistance， alkali resistance and artificial aging resistance. As a color paste， the product has good compatibility and excellent color development in the color adjustment of latex paint products.

Key words： Low cost; Iron yellow; Toning; Emulsion paint

隨著我國建筑涂料技術的快速發(fā)展，人類社會的不斷進步。人們對外墻乳膠漆的顏色要求不再是簡單的白色，而是變得多樣化，五彩斑斕，而且對裝飾性的要求越來越高[1]。目前，我國正處于城鎮(zhèn)化建設高速發(fā)展的時期，調(diào)色乳膠漆具有廣闊的需求空間和巨大的發(fā)展?jié)摿2]。調(diào)色乳膠漆是以樹脂乳液為基料，將顏填料經(jīng)適當分散劑分散后添加到乳膠漆中制備而得到[3]。隨著色彩需求的增大，調(diào)色用的色漿種類越來越多，用量也越來越大。因此，漸漸興起了一大批顏料企業(yè)和色漿企業(yè)。一些小型的色漿企業(yè)雖然產(chǎn)品價格低廉，但是產(chǎn)品的質(zhì)量和批次穩(wěn)定性無法保證。中型及大型的色漿企業(yè)雖然產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性有一定的保障，但是購買成本也極高。

對于涂料生產(chǎn)企業(yè)來說，外購色漿不僅增大了企業(yè)的資金占用比列，也提高了外墻調(diào)色乳膠漆的成本。近幾年，涂料生產(chǎn)企業(yè)使用的上游原材料價格不斷上漲，尤其是一些大宗原材料。人們對環(huán)境保護意識也在不斷提高[4]，國家環(huán)保部門對化工企業(yè)的要求越來越嚴格[5]。這些都對涂料生產(chǎn)企業(yè)的運營成本增加不少。為了降低企業(yè)的運營成本，最大化的贏得市場份額，自主研制一款鐵黃色乳膠漆，通過對樹脂乳液、氧化鐵黃粉以及分散劑[6]等進行嚴格的篩選研究，主要考察耐水性[7]、展色性[8]、耐候性[9]等關鍵指標。制備的鐵黃色乳膠漆須滿足外墻涂料的產(chǎn)品性能和施工要求。該產(chǎn)品作為調(diào)色乳膠漆的色漿，還須與基礎漆有良好的相容性。由于水性色漿[10]對乳膠漆性能影響最大的是耐水性[11]，因此，還須對調(diào)色后的乳膠漆的耐水性無明顯的影響。

1? 實驗部分

1.1? 主要的原材料及廠家

氧化鐵黃粉L1：湖南三環(huán)顏料有限公司;氧化鐵黃粉L2：陜西三品顏料有限公司;氧化鐵黃粉L3：湖南三環(huán)顏料有限公司;乳液La：巴德富實業(yè)有限公司;乳液Lb：巴斯夫股份有限公司;乳液Lc：阿科瑪化學有限公司;鈉鹽分散劑5040：日本圣諾普科有限公司;銨鹽分散劑5027：日本圣諾普科有限公司;纖維素HHBR250： 美國亞什蘭;成膜助劑Texanol：美國伊士曼化工公司;調(diào)色乳膠漆：自制。

1.2? 主要的實驗儀器

砂磨分散攪拌多用機，型號：SFJ-400;耐洗刷試驗儀，型號：JTX-Ⅲ;反射率測定儀，型號：C84-Ⅲ;斯托默黏度計，型號：STM-V;廠家：上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術有限公司;桌上型氙燈老化試驗箱，型號：BGD 865;透水性試驗漏斗，廠家：廣州標格達實驗室儀器用品有限公司;電熱恒溫鼓風干燥箱，型號：DHG-9055A，廠家：北京雅士林試驗設備有限公司;高低溫試驗箱，型號：TL-100，廠家：蘇州智河環(huán)境試驗設備有限公司;電子天平，型號：ML6002，廠家：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3? 實驗配方

實驗配方如表1。

1.4? 制備工藝

低速攪拌（600～800 r/min）的狀態(tài)下，按上述配方順序依次加入1-2，攪拌15～20 min至纖維素完全溶解，再依次加入3-6，分散5 min后，調(diào)整轉(zhuǎn)速為1 500 r/min，然后加入7分散約20 min至細度合格，調(diào)整轉(zhuǎn)速為1 000～1 200 r/min，再依次加入8-11，分散5～10 min至均勻狀態(tài)，對產(chǎn)品的基本性能檢測合格后，進行過濾包裝。

1.5? 性能測試

制得的鐵黃色乳膠漆樣品參照合成樹脂乳液外墻涂料GB/T9755-2014的要求進行全面性能檢測，并測試初期耐水性。另外，作為一種乳膠漆的調(diào)色色漿，需測試其與調(diào)色乳膠漆之間的相容性以及展色性。

1.5.1? 乳液耐水白性測試

采用100μm線棒涂布器將樹脂乳液的在干燥、干凈透明的玻璃板上刮一道膜，然后立即在50 ℃鼓風干燥箱中處理30 min，然后取出立即浸泡一半乳液膜于水中，浸泡2 h后取出玻璃板，觀察玻璃板上乳液膜的發(fā)白現(xiàn)象。

1.5.2? 初期耐水性測試

眾所周知，外墻涂料施工的環(huán)境變化莫測，這就要求產(chǎn)品必須能夠適應周圍施工環(huán)境的變化。比如，外墻涂料剛施工完畢，還未完全干燥或成膜，突然出現(xiàn)降雨情況，那么剛施工完畢的外墻涂料能否抵擋住雨水的沖刷，從而保持完好的漆膜狀態(tài)。這就需要對該外墻涂料進行初期耐水性測試，具體操作如下：

將制得的鐵黃色乳膠漆先采用120μm的線棒涂布器在預先養(yǎng)護好的無石棉纖維水泥板上刮一道，然后1 h之后再采用80μm的線棒涂布器再刮涂一道，且在恒溫恒濕的環(huán)境條件下養(yǎng)護4 h后，立即進行滴水測試，滴水4 h后觀察漆膜表面有無起泡、空鼓、脫落等弊病，漆膜表面干燥后，觀察漆膜是否正常。

1.5.3? 相容性測試

相容性測試采用指研法，具體的實驗操作參照GB/T 21473—2008中附錄A。將制備的鐵黃色乳膠漆和調(diào)色乳膠漆按質(zhì)量比1：10的比例進行均勻混合，靜置5 min，然后采用250μm濕膜制備器在黑白卡紙上制備涂膜。在漆膜表干之前，指研能明顯感覺到阻力時，用食指指腹在漆膜上以輕微力度勻速研磨20次，研磨出直徑約為30 mm無露底區(qū)域，然后在實驗環(huán)境下自然干燥24 h后，目測觀察其與調(diào)色乳膠漆之間的相容性，主要觀察的是指研區(qū)域與未指研區(qū)域間的色差大小，色差越小，相容性越好。

1.5.4? 展色性測試

在等質(zhì)量的調(diào)色乳膠漆（100 g）中加入等質(zhì)量的色漿（10 g）充分混合攪拌均勻，然后采用100μm的線棒涂布器在同一張黑白卡紙上進行對刮制膜，將制好的膜進行常溫干燥24 h后，先進行目測對比展色性，然后采用色差儀進行展色性對比，色漿的主色系顏色越深代表展色性越好。

2? 結果與討論

2.1? 樹脂乳液對鐵黃色乳膠漆的影響

樹脂乳液是重要的成膜物質(zhì)，樹脂乳液自身耐水性的好壞直接影響最終漆膜的耐水性，因此，有必要選擇耐水性良好的乳液。從表2可知，乳液耐水白性最好的是乳液Lc，由乳液Lc制得的鐵黃色乳膠漆的漆膜透水性為0.6 mL，透水性越小，越有利于提高漆膜對墻體的保護作用，從而延長墻體的使用壽命[12]。而乳液La和Lb自身耐水白性較差，制備的鐵黃色乳膠漆漆膜的透水性均較高。綜上可知，乳液Lc為最佳的選擇。

2.2? 氧化鐵黃粉對鐵黃色乳膠漆的影響

氧化鐵黃粉是鐵黃色乳膠漆中關鍵原材料之一，氧化鐵黃粉的性能好壞直接影響著整個漆膜的性能。具有較低的吸油值的顏填料能提高涂料的臨界顏料體積濃度（CPVC），節(jié)約樹脂基料，才能適應符合環(huán)保要求的現(xiàn)代高固體分涂料的要求。與遮蓋力相似，著色力也是顏料對光線吸收和散射的結果。但不同的是，遮蓋力側重于散射，著色力則主要取決于吸收。顏料的吸收能力越強，其著色力越高。相對著色力越大，氧化鐵黃粉用量越小，著色成本越低。325目篩余物是顏填料的重要指標，篩余物（325目）越低，從某種程度上說明顏填料的粒徑越小，使產(chǎn)品在降低細度方面成為可能。綜上所述，應選擇相對著色力最高、篩余物（325目）較低的氧化鐵黃粉L3（表3）。

2.3? 分散劑對鐵黃色乳膠漆的影響

分散劑是顏填料分散不可或缺的助劑之一。目前，常用的分散劑主要以丙烯酸鈉或銨鹽類為主，該類分散劑對鈦白粉、重鈣等粉料具有良好的分散作用，對無機顏填料有著顯著的降粘作用。分散劑對涂料的展色性和穩(wěn)定性、漆膜的耐水性和遮蓋力均有一定的影響。表4為分散劑對鐵黃色乳膠漆影響的檢測結果。

從表4可知，在分散劑用量一定的條件下，銨鹽分散劑5027難以獨立分散氧化鐵黃粉，由鈉鹽分散劑5040得到的鐵黃色乳膠漆具有較低的細度和黏度，分析可能是由于鈉鹽分散劑具有良好的分散性。通常，鈉鹽分散劑分散性好，耐水性差，銨鹽分散劑分散性差，耐水性好。因此選用二者復配，使鐵黃色乳膠漆既具有良好的分散性又具有優(yōu)異的耐水性。

從表4中可見，S3得到的產(chǎn)品涂膜具有優(yōu)異的展色性、相容性和初期耐水性。隨著分散劑5040用量的減少、分散劑5027用量的增加，產(chǎn)品涂膜的黏度漸漸變大、初期耐水性逐漸提高，這是由于分散劑5040是鈉鹽分散劑，分散能力強于銨鹽分散劑5027，鈉鹽分散劑隨著漆膜干燥后，不易揮發(fā)，殘留在漆膜中，且鈉鹽易溶于水，造成耐水性不佳。漆膜的初期耐水性直接影響漆膜的耐久性，漆膜的初期耐水性差，易出現(xiàn)脫皮起泡現(xiàn)象，從而影響漆膜的附著力，導致漆膜光澤顏色不一致，裝飾性變差[13]。 S6采用的分散劑全部是5027，但是當加入乳液時出現(xiàn)結塊現(xiàn)象，這說明5027分散劑的分散性較差，若要單獨使用，必須提高添加量，然而，涂料用的分散劑一般添加量越少越好[14]。

2.4? 項目全檢

從表5可見，研制的鐵黃色乳膠漆性能全部達到產(chǎn)品的標準要求，其中耐水性和耐堿性以及耐擦洗性遠高于標準要求，透水性和耐人工老化性達到了一等品的要求，完全滿足外墻涂料的施工性能要求。

3? 結 語

近年來，涂料生產(chǎn)企業(yè)的原材料價格不斷上漲，國家環(huán)保要求越來越嚴格。因此，不僅對原材料性能進行篩選，還需對原材料供應商進行評價，必須是符合國家環(huán)保要求的供應商廠家，這對于原材料的穩(wěn)定性提供可靠保障非常重要。

本文對原材料進行篩選以及分散劑復配試驗，調(diào)制出一款鐵黃色乳膠漆，符合企業(yè)的發(fā)展要求。該產(chǎn)品的涂膜具有優(yōu)異的耐水性、耐堿性以及良好的展色性和耐人工老化性能，滿足外墻涂料的施工要求，該產(chǎn)品作為色漿極大地降低了調(diào)色成本， 給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

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