涂料浮色現(xiàn)象的形成及解決方法
佛山三升化工供應(yīng)解決涂料浮色現(xiàn)象的迪高潤(rùn)濕分散劑,如需要可以咨詢18688841669張經(jīng)理。浮色是指含兩種以上顏料的色漆,經(jīng)施涂后多種顏料中的一種或幾種以較高的比例被分離出來,并飄浮到涂膜表面,這種現(xiàn)象,稱為浮色。它與發(fā)花相似,但又有所不同。發(fā)花是顏料在水平方向發(fā)生分離,導(dǎo)致涂膜顏色不勻。而浮色是顏料在垂直方向上發(fā)生變化。浮色現(xiàn)象分為兩種,靜態(tài)浮色和動(dòng)態(tài)浮色。
靜態(tài)浮色是指在儲(chǔ)存過程中,一種或多種顏料浮至表面的現(xiàn)象。動(dòng)態(tài)浮色是指在涂膜干燥過程中,顏料粒子浮至表面的現(xiàn)象。
判斷浮色發(fā)花的方法是指研法,即用手指揉磨具有一定流動(dòng)性的涂層,待涂層失去流動(dòng)性后觀察未揉搓和揉搓后涂層的色相。如果兩處的色相存在差異,說明涂膜在干燥過程中發(fā)生浮色現(xiàn)象。
在靜止?fàn)顟B(tài)下,涂料發(fā)生浮色現(xiàn)象主要與不同材料的HLB值的相匹配性有關(guān)。在涂料體系中,親油物質(zhì)的表面張力比較小,在儲(chǔ)存過程中傾向于向涂料的表面移動(dòng)。從熱力學(xué)角度分析,這有利于降低體系的能量,使體系變得穩(wěn)定。但會(huì)導(dǎo)致體系內(nèi)顏料在垂直方向分布不均勻,發(fā)生浮色現(xiàn)象。
解決靜態(tài)條件下涂料浮色現(xiàn)象的方法是選擇合適的分散劑,使不同顏料的HLB相匹配。如果涂料浮白色,說明白色顏料比較親油,因此需要提高白色漿的親水性。如果涂料浮的是色漿的顏色,說明白色漿比較親水,需要將白色漿做的偏油一些,來阻止涂料浮色現(xiàn)象。提高涂料的黏度可以有限減慢浮色現(xiàn)象發(fā)生的動(dòng)力學(xué)過程,使體系變得相對(duì)穩(wěn)定。
靜止?fàn)顟B(tài)下,涂料體系內(nèi)不同顏料的表面張力的不一致也會(huì)導(dǎo)致浮色現(xiàn)象的發(fā)生。在涂料體系中,表面張力比較小的顏料傾向于向涂層的表面移動(dòng)。如果色漿之間的表面張力差比較大,選擇合適的潤(rùn)濕分散劑可以解決或減慢浮色現(xiàn)象的發(fā)生。另外顏料的沉降速率與其粒徑的平方成正比,體系內(nèi)大粒徑的顏料粒子更容易發(fā)生沉降。這種現(xiàn)象在涂膜干燥過程中也會(huì)有較明顯的體現(xiàn)。
如果選擇的分散劑不恰當(dāng),顏料粒子間容易發(fā)生絮凝,直接結(jié)果會(huì)導(dǎo)致粒子的運(yùn)動(dòng)能力減弱,尺寸增大,體系發(fā)生浮色現(xiàn)象。這時(shí)需要提高分散劑和樹脂的用量,使顏料表面形成足夠完善的吸附層,減輕顏料絮凝現(xiàn)象,減弱浮色現(xiàn)象。加入增稠劑會(huì)提高體系的黏度,減弱涂料體系的浮色現(xiàn)象。
但是,如果顏料與增稠劑或分散劑的相互作用過強(qiáng),這會(huì)導(dǎo)致顏料粒子間形成橋架絮凝,導(dǎo)致體系發(fā)生浮色現(xiàn)象。同樣,如果增稠劑與表面活性劑的相互作用過強(qiáng),這會(huì)導(dǎo)致表面活性劑在填料表面發(fā)生脫吸附,造成顏料粒子聚集和絮凝,最終導(dǎo)致浮色現(xiàn)象的發(fā)生。因此,在制備涂料時(shí)需要盡可能提高體系內(nèi)顏料尺寸的均一性。但是如果很難實(shí)現(xiàn)顏料尺寸的均一性,應(yīng)向體系內(nèi)加入分散助劑和增稠劑,這需要大量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。
涂膜發(fā)花屬顏料動(dòng)態(tài)分離現(xiàn)象之一,在涂膜干燥過程中,某些顏料浮升至表面,漆膜表面顏色雖均勻一致,但與剛施涂時(shí)的濕膜顏色卻有明顯的差異。這是因?yàn)椋瑵衲さ娜軇]發(fā)是發(fā)生于表面,因而密度就大于本體。
這促使本體的上升和表層的下沉,形成對(duì)流。上升的含有較多的溶劑,故上升處表面張力較低而向四周表面張力較高處流動(dòng)。又因濕膜厚度是不均一的,在溶劑揮發(fā)中,較厚處的溶劑含量總是大于較薄處,所以這種對(duì)流是各自處于小區(qū)之內(nèi),形成一個(gè)個(gè)小漩渦,當(dāng)色漆中含有不同的顏料,那么粒度較小的,密度較輕的就比粒度(或聚集粒度)較大的,密度較重的容易隨著漩渦流動(dòng),猶如水流分級(jí)作用而造成分離,由于顏色的不同而形成明顯的花紋,當(dāng)不同顏料的分離是水平向的,這就是浮色,即表層的顏色和其下層的顏色是不一致的。如果分離是垂直向的,這就是發(fā)花或近似六角形的,稱為“貝納德漩渦”的花紋。
在垂直面上的發(fā)花有時(shí)會(huì)表現(xiàn)為條紋。降低或消除浮色和發(fā)花就是降低濕膜上下對(duì)流的速度,降低顏料分離效果,即使用揮發(fā)速度較慢的溶劑;也可以使用可控絮凝分散助劑,將不同顏料以一定程度絮凝起來而不再分離,也可以降低濕膜表層區(qū)間的表面張力差,即添加諸如硅油等的流平助劑。
這些流平助劑覆蓋在濕膜上,抑制了溶劑的揮發(fā)速度,即降低了上下對(duì)流速度和表層區(qū)間表面張力差,并且“穩(wěn)住”了表面積,抑制了表層流動(dòng)。降低或消除浮色,發(fā)花也可以降低不同顏料的分離,例如降低顏料顆粒的移動(dòng)性。顏料顆粒的移動(dòng)性受涂料的PVC影響很大,往往超過某一PVC時(shí),浮色、發(fā)花就消失。
根據(jù)以上分析,在開發(fā)涂料時(shí),應(yīng)該使溶劑和樹脂的表面張力接近,并且溶劑對(duì)樹脂的溶解能力足夠大。在選用幾種不同的樹脂時(shí),應(yīng)保證樹脂間的相容性。盡可能通過初期的研磨來提高體系內(nèi)顏料尺寸的均一性。增加體系的黏度,減慢顏料粒子的運(yùn)動(dòng)能力。選擇合適的分散劑。
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