浅谈水性闪光漆的定向与防沉效果(一)

发表于2020/3/18 14:51:04| 来源韶关德科美化工有限公司| 作者CNCIA

摘要:为了给客户提供满足需求的水性树脂解决方案,德科美应用技术团队展开了深入的研究。上一期分享了延长水性双组分聚氨酯活化期的妙招,从本期开始关注水性闪光漆定向与防沉,敬请期待!

  为了给客户提供满足需求的水性树脂解决方案,德科美应用技术团队展开了深入的研究。上一期分享了延长水性双组分聚氨酯活化期的妙招,从本期开始关注水性闪光漆定向与防沉,敬请期待!

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  溶剂型(油性)闪光漆体系的定向与防沉手段中,常见的主要有采用快干树脂、纤维素类(CAB、硝化棉等)、蜡浆等类、偏快干溶剂体系设计以及适当的施工工艺和参数等。这些手段可灵活选取、搭配实施,相应的效应颜料排列与防沉效果的表现也较为突出。

  但在水性闪光漆体系中,以上手段、措施不能简单地照搬或者套用。不少水性涂料技术人员选用了市面上很多标称的水性定向助剂产品后发现,其中绝大部分的样品并没能起到预想之效果。

  除其中夸大宣传的嫌疑外,更大的可能是:要达到宣传中的效果,需要满足一些潜在的前提条件或者是多个因素的综合作用。故较为全面地认识影响水性体系中效应颜料定向与防沉的因素,配方中合理地采用、搭配和多方位控制就显得十分必要。

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  水性铝粉漆体系一般应具备较强的触变性,具体说来是:低剪高黏度、高剪低黏度。这对闪光漆的排列定向有着非常重要的现实意义:低剪高黏度,能够有效的控制效应颜料定向并抑制其沉降;高剪低黏度,则能够保证涂料较好地被均匀雾化,从而确保涂膜的薄涂性和均匀性。

  涂料体系的触变性有一个重要的衡量指标,即触变指数。它是体系在特定的低/高剪速率下的旋转黏度值之比。

  体系的这一特性主要源自于以水为主体的溶剂体系中,树脂和助剂的综合作用。它们可以各自相对独立地提供这种触变性,也可以是发生相互作用后共同提供。

  此外,体系的溶剂(主要为水分)释放性同样至关重要。抓住这两点,就能较好地把握住水性闪光漆定向与防沉性能的关键。

  1材料类因素

  1.1水性树脂

  众多实验显示,水性树脂本身特性是影响配方排列效果诸因素的决定性因素之一。选择合适的树脂或树脂搭配,是水性闪光漆配方排列效果的重要前提。

  总结起来,这些树脂往往分别或同时具备如下两种特性:

  1.1.1能够为体系提供触变性

  自身具备强触变性

  一些乳液类树脂(如丙烯酸乳液)因其自身具备特殊的结构设计,其乳胶粒子具备在胺类中和剂和/或助溶剂的作用下迅速溶胀的特性,并在表面同种电荷间排斥力的作用下迅速挤占大量的自由空间。

  体系静止时,这种微观结构增大了乳胶粒子间发生碰撞的概率以及产生相对位移时的阻力,宏观上则表现为体系黏度增大;当对其施加外界剪切力后,剪切力克服例子间的阻力阈值后破坏了这种微观结构和分布,重新排布后宏观上即表现为黏度下降,即上述的低剪高黏度、低剪高黏度的特点。见下图。

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黏度剪切前后示意图

  这类触变树脂开辟了一条不依靠触变剂而让体系产生触变性的闪光漆技术路线,现已被广泛应用于水性工业闪光漆中,如汽车OEM、汽车修补漆等。

  韶关德科美化工有限公司研发的核壳结构的功能性水性丙烯酸乳液,由水性丙烯酸树脂、水和中和剂N、N-二甲基乙醇胺组成。在碱性条件下,树脂黏度增加,再添加乙二醇丁醚或丙二醇丁醚,树脂具有极强的触变性。

  利用这一特性,一方面可以用于水性铝粉漆中提供优异的铝粉定位,另一方面可以用于水性色漆或中涂,提高涂料的稳定性和施工性。

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  1.1.2干性快

  即树脂体系能快速释放水分等溶剂成分,也意味着湿膜能快速地完成水分挥发/体积收缩的过程,最大限度地抑制效应颜料在干燥过程中的不规律移动和翻转,使其最大限度地实现在干膜中的排列取向一致,保证其总体排列效果。

  水性树脂的干性受多因素影响,例如树脂的分子量、Tg值及特殊的结构设计(如核壳结构)等。

  (未完待续)