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1 引言 涂料在不同的剪切條件下（生產(chǎn)、貯存、施工）會發(fā)生黏度變化，也即具有流變性能。涂料技術(shù)的流變控制工藝包括分散、傾倒、泵送、貯存、顏料沉積、施工、流掛、流平等。內(nèi)外墻乳膠漆在貯存和施工應用過程中受到的剪切速率變化范圍較寬。例如：在貯存、流平、流掛等過程中，受到0.01 ～ 1.00 s-1 的低剪切速率的作用，在研磨分散、涂刷、輥涂時則受到800 ～ 10 000 s-1 的高剪切速率的作用。在如此寬范圍的剪切速率下，假塑性流體的黏度變化是很大的。因為不同的乳膠漆有不同的流變性能要求，要保證其在各個階段處于最佳黏度狀態(tài)，以提高乳膠漆的貯存穩(wěn)定性及避免噴涂或輥涂施工時涂料流掛、飛濺，即提高施工性能。 涂料飛濺性是指涂料施工時，噴槍槍嘴或輥筒與涂料的出口間隙處因剪切產(chǎn)生的涂料顆粒，噴涂時即為霧化，輥涂時則為飛濺；當乳膠漆用輥筒涂刷內(nèi)外墻面或屋頂時，輥筒向外甩出涂料斑點或滴液———發(fā)生飛濺。涂料飛濺既浪費涂料，也會使地面、物體甚至施工人員身上濺滿涂料點。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是涂料的高剪切黏度過低。輥涂時粘輥是指用輥筒連續(xù)輥涂墻面時拉輥比較費力，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是涂料的低剪切黏度過高。要避免或改善乳膠漆貯存和施工時可能出現(xiàn)的上述問題，在調(diào)整涂料黏度時必須考慮矛盾的平衡性，既要足夠低，以便具有較好的流動和流平性，又不能太低，以防發(fā)生流掛、飛濺及儲運時發(fā)生顏料沉積分水。低剪切黏度的流變助劑能夠保證貯存穩(wěn)定性，防止顏料沉降，并有效地控制漆液在立面作業(yè)時產(chǎn)生的流掛；提供中高剪切黏度的流變助劑能提高涂料的豐滿度和流平性，而高剪切黏度的流變助劑則幫助流平，防止飛濺以及提高輥、刷涂施工性能。流變助劑的種類和用量選擇應在確定基本配方的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工的要求及體系來選定，應認真地試驗，通過幾種剪切黏度的流變助劑來取舍、平衡后達到所需的施工效果。考慮高、中、低剪切黏度互相矛盾的各種因素，以選擇合適的增稠流變劑品種及其最佳用量。同時選擇乳膠漆增稠流變劑需考慮的因素還包括：經(jīng)濟性；貯存穩(wěn)定性；施工流變性符合噴、刷、輥涂要求；對溫度和pH 低敏感性；對漆膜性能無副作用。 本文采用醋丙乳液、純丙乳液、苯丙乳液制備乳膠漆，試驗了纖維素類（HEC）、堿溶脹類丙烯酸（ASE）、締合型堿溶脹類丙烯酸（HASE）、締合型聚氨酯（HEUR）類流變增稠劑對乳膠漆流變性的影響，并著重測試了各種流變增稠劑對涂料施工飛濺性的影響。 2 試驗部分 2.1 主要原料及配方 ⑴流變增稠劑品種規(guī)格見表1。  ⑵涂料基礎(chǔ)配方見表2。  2.2 性能測試儀器及方法 ⑴流變性測定：采用NDJ-1 旋轉(zhuǎn)黏度計測6 r/min和60 r/min 的剪切黏度η6 和η60。 ⑵觸變性測定：TI =η6/η60。 ⑶貯存穩(wěn)定性測定：在25 ℃條件下放置3 個月，定期觀測罐內(nèi)涂料分層、分水情況。 ⑷飛濺性測定:在78 cm × 215 cm 的墻面，以正常的施工速度輥涂500 g 涂料，測試鋪在地面的78 cm ×78 cm 的紙接收輥涂飛濺點前后的質(zhì)量差。 3 結(jié)果與討論 3.1 醋丙乳液流變－飛濺性 ⑴試驗結(jié)果 按前述配方，在每1 000 g 醋丙乳膠漆中加入不同量、不同品種的增稠劑，試驗結(jié)果見表3。  ⑵討論 試驗結(jié)果證明： ●醋酸乙烯類共聚物親水性好，乳液顆粒較大，締合疏水的非離子增稠劑對其表面吸附作用小, 達到一定黏度所需的流變增稠劑量大。 ●多數(shù)締合型聚氨酯流變劑對抗飛濺性有較大貢獻。其結(jié)構(gòu)中的疏水性單體聚合物鏈段，在水中形成膠束后抑制水分子的遷移，可提高水相黏度。每個增稠劑分子的親水端與水分以氫鍵締合，親油端可以與乳膠、顏料粒子締合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導致了體系黏度增加，在高剪切速率下具有較高的表觀黏度，有利于提高涂膜的豐滿度和抗飛濺能力；隨著剪切力的消失，其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐漸恢復，便于涂料的流平和防流掛。 ●增稠劑的效果與固體含量或活性分沒有必然聯(lián)系，與其結(jié)構(gòu)和活性基團含量有關(guān)。 ●締合型（HEUR）類增稠劑因具備疏水－親水－疏水結(jié)構(gòu)而具有中高剪切黏度，使體系具有抗飛濺性。但在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，并不是所有廠家的締合型增稠劑產(chǎn)品都有該項功效。分析其原因，非離子締合型增稠劑疏水基團的種類與數(shù)目決定其增稠效率，同為HEUR類增稠劑，其結(jié)構(gòu)中的疏水基團數(shù)量不夠，可能導致締合性不足。所以不同的配方和原材料需要在試驗中根據(jù)實際需要確定其所需助劑的品種和數(shù)量。 ●觸變指數(shù)與飛濺性有一定關(guān)系，較高的觸變指數(shù)更容易造成涂料飛濺。觸變指數(shù)過大或過小都不利于乳膠漆的貯存性及施工性。根據(jù)實際，觸變指數(shù)TI 在1．5～3．5 時，抗飛濺性較好，超過3.5 時更易產(chǎn)生飛濺。 ●某種被較多使用的ASE 類增稠劑特別容易造成飛濺，而且難以和締合型增稠劑協(xié)同調(diào)節(jié)流變性矛盾。 ●在上述數(shù)據(jù)中，流變性與粘輥性的關(guān)系規(guī)律性不強，還需要進一步探索。 ●用HEC 可減少HEUR 用量，在保證貯存穩(wěn)定性的同時還可降低成本。 ●23 號和24 號配方抗飛濺性、貯存穩(wěn)定性和粘輥情況均較好。 3.2 純丙、苯丙乳液流變－飛濺性 ⑴試驗結(jié)果 按前述配方，在每1 000 g 純丙或苯丙乳膠漆中加入不同量、不同品種的增稠劑，試驗結(jié)果見表4 和表5。   ⑵討論 ●純丙、苯丙乳液因其比較疏水、乳膠顆粒細、比表面積較大，締合疏水的非離子增稠劑對疏水性表面吸附作用較強，較少的增稠劑用量即可達到效果。用純丙、苯丙乳液制備的乳膠漆，因增稠劑用量少，在體系中締合點少，對高剪黏度的貢獻小，增稠劑協(xié)同不好則易出現(xiàn)飛濺現(xiàn)象。 ●為保證中高剪黏度，避免飛濺現(xiàn)象，可減少HEC用量，做到貯存穩(wěn)定性和飛濺性的平衡。而苯丙乳膠漆可加入纖維素類增稠劑的量更少。 ●與醋丙乳液類似，對苯丙、純丙乳液而言，較高的觸變指數(shù)（TI 大于3.5）更易造成飛濺。 4 結(jié)語 通過上述一系列試驗，利用不同流變劑的不同機理，采用不同品種、用量和不同配合的纖維素類、丙烯酸類、聚氨酯類及其締合型增稠劑，利用涂刷一定面積、在地面收集飛濺點的方法，篩選出對醋丙、苯丙、純丙類乳膠漆貯存穩(wěn)定性和抗飛濺性有較好作用的流變助劑及其組合。 |
