水性多彩彩点的收缩性研究与探讨

谭振华 李广军

(嘉宝莉化工集团股份有限公司 工程漆事业部 广东江门 邮编:529000)

摘要:讨论了水性多彩彩点收缩的现象及原因,主要通过改变纤维素、保护胶、基础漆乳液和彩点浸泡时间等探讨对彩点收缩的影响,同时研究了基础漆粘度对彩点收缩的影响。

关键词:纤维素 乳液 彩点浸泡时间 基础漆粘度

水性多彩涂料近几年发展迅速,短短几年生产水性多彩的厂家成倍增加。随着水性多彩的市场越来越成熟,客户对水性多彩的要求也越来越高。在和客户接触的过程中,发现有些批次多彩的彩点有收缩现象。所谓水性多彩彩点收缩是指:水性多彩放置一段时间后,彩点发生了变硬、变小,彩点干燥后表面有皱褶出现、彩点变凸,喷涂时彩点不容易打开,严重时甚至像qq糖似的喷涂时会从墙上弹掉。一般出现水性多彩彩点收缩时,再次喷涂的样板用手去摸时会有凹凸不平、甚至扎手的感觉。影响水性多彩最主要的有三要素:保护胶、乳液、纤维素。下面的试验以改变单一要素进行筛选,观察彩点的变化。

1试验

1.1 主要原材料

保护胶:上海网格国际贸易有限公司GTS和GS、好饰家537HH、尼恩化学901、格瑞诗GRAS B、海名斯HS482、海名斯HS482+;

乳液:巴德富RS-3788、巴德富RS-6733、巴德富RS-3799A、 日出3998、昭和4765、万华8087;

纤维素:信越HS100000、阿克苏451FQ、阿克苏PRIME3500、阿克苏EHM500、格瑞诗 HER 100M

其它助剂:陶氏TT615、陶氏TT935、水、颜填料、乙二醇、成膜助剂等

1.2 试验仪器

标格达高速分散机、电子称、多彩专用2L喷枪、高温烘箱、纸卡、调墨刀。

1.3 试验方法及配方

1.3.1造粒工艺及纸卡刮涂方法:

第一次刮纸卡:水性多彩刚做出后立刻用调墨刀刮涂于纸卡,刮涂时不用力,只是把彩点摊开如图1。水性多彩造粒工艺及刮纸卡工艺如下:

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图1:水性多彩造粒后立刻做出部分成品刮于纸卡

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第二次刮纸卡:试验后再次以同样方式刮纸卡,进行对比观察彩点大小、彩点凹凸感,干燥后观察彩点大小、彩点手感、彩点凹凸感。

1.3.2彩点收缩试验方法:

1、多彩做出后放置于50℃烘箱中3天刮纸卡。在试验中发现多彩放置3天和放置15天,彩点收缩变化很小,为加快试验进度故均采用放置50℃烘箱中3天;

2、彩点造粒后在造粒保护胶液中放置一定时间,然后再做出成品刮纸卡,然后再放置于50℃烘箱中3天刮纸卡。因实际生产时彩点造粒时间会比较长,有时造粒后因其它事情耽搁还会放置,故此增加彩点放置时间对彩点收缩的影响。

1.3.3水性多彩配方及工艺

1、保护胶的配方及工艺

表1:保护胶液配方及工艺

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配方说明:配方中,水之所以分两次加入,是为了保证液体量小于缸体容积的60%,这样方便生产高速分散。以前实际生产中,虽然工艺要求:总的添加量不超过缸体容积的70%,但是生产工人为节省事,水的添加量常常大于缸容积的80%,难以高速分散。

2、基础漆配方及工艺

表2:基础漆配方及工艺

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配方说明:配方中水分两次加,最后一次加水一是稀释杀菌剂,二是冲洗缸体。

3、连续相配方及工艺

表3:连续相配方及工艺

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配方说明:杀菌剂和TT935均稀释后加入,不稀释时直接加入容易出现颗粒。

4、成品配方及工艺

表4:成品配方及工艺

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试验内容

1.4.1 保护胶对收缩的影响

1、不同厂家的保护胶对收缩的影响

试验中基础漆保护胶液和造粒保护胶液均为同一厂家同一品牌,基础漆用乳液为RS3788、纤维素为HER 100M。试验结果如下:

表5:不同厂家的保护胶对彩点收缩的影响

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上述试验配方,基础漆中保护胶液浓度均为8%用量为7%保持如表2,由结果知GTS收缩最为严重。

2、造粒用保护胶浓度对收缩的影响

分析认为不同保护胶导致彩点收缩不一致,是因为保护胶浓度不同所致。所以下面试验:基础中保护胶液不同添加量和造粒保护胶液不同浓度,观察效果。

表6:造粒保护胶不同浓度时的收缩性

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上述试验基础漆乳液为RS3788、纤维素为HER 100M,保护胶为GRAS B。由结果知,降低造粒用保护胶液浓度可以降低水性多彩彩点收缩性风险。

3、改变造粒保护胶液浓度和基础漆中保护胶用量时对收缩的影响

表7:改变造粒保护胶液浓度和基础漆中保护胶用量时的收缩性

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上述试验基础漆乳液为RS3788、纤维素为HER 100M,保护胶为GRAS B。由结果知:同时改变基础漆中保护胶用量和造粒用保护胶液浓度才能更好的降低水性多彩彩点的收缩性。

4、彩点造粒后浸泡时间对收缩的影响

实际生产时,水性多彩彩点造粒时间比较长,彩点浸泡在保护胶液中的时间一般超过0.5h,有时会超过4h。所以需要观察彩点在保护胶液中浸泡后彩点的收缩情况。

表8:彩点浸泡时间不同时的收缩性

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1.4.2 不同乳液对收缩的影响

水性多彩成品后彩点还在收缩实际是彩点继续凝胶化,这一过程,不仅是保护胶的影响,乳液和纤维素也对彩点收缩有很大的影响。下面就乳液对收缩性进行探讨。

1、不同乳液对收缩的影响

表9:不同乳液时的收缩性

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上述试验基础漆纤维素为HER 100M,保护胶为GRAS B。由结果知:RS-3788最容易收缩,4765、3998、SR01相对较好。

2、同一乳液不同批次对收缩性的影响

下面试验以RS3788的三个批次作为基础漆乳液进行试验,观察不同批次间的收缩性是否有差别。

表10:乳液不同批次时的收缩性

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上述试验基础漆纤维素为HER 100M,保护胶为GRAS B。由结果知:RS-3788三个批次的收缩性变化较大。建议每批乳液进厂检验时做出成品检验收缩性,或者进厂之前先让相关厂家寄几个批次的乳液样品做出成品进行试验。

1.4.3 不同纤维素对收缩的影响

水性多彩彩点凝胶化过程中,主要是保护胶和纤维素进行凝胶化,所以纤维素对彩点收缩有非常大的影响。下面观察不同纤维素时,对彩点收缩性的影响。

表11:不同纤维素时的收缩性

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上述试验基础漆用乳液为RS3788,保护胶为GRAS B。由结果知:纤维素为EHM500和481FQ时收缩最为严重。

类似试验上海网格也做过,基础漆乳液为RS6733,保护胶为GS,经过筛选发现481FQ收缩性最小。可见不同保护胶时,搭配不同的纤维素收缩性变化较大。

1.4.3 基础漆粘度对收缩的影响

试验过程中发现不仅仅是保护胶、乳液、纤维素对收缩有影响,基础漆粘度也有较大影响。

表12:基础漆粘度不同时的收缩性

image.png

上述试验基础漆乳液为RS3788、纤维素为HER 100M,保护胶为GRAS B。由结果知:增加基础漆粘度后收缩性降低。

试验过程中仔细观察发现,彩点收缩大多都只是表面收缩,增加基础漆粘度并不是收缩减弱,而是基础漆粘度增加导致彩点厚度增加(单个彩点重量增大,原来的薄片变厚),表面收缩对厚彩点内部影响不大,所以彩点干燥后相对变化较小。

1.4 试验总结

上述试验均为基础漆用8%保护胶浓度,试验过程中发现改变基础漆中保护胶量和造粒保护胶浓度对渗色会有影响【1】【2】,在此不做探讨。

(1)水性多彩彩点收缩,可以通过不同保护胶、乳液、纤维素搭配解决,降低保护胶用量可以明显降低彩点收缩性风险,建议基础漆中保护胶量不要超过6%,同时生产时减少彩点在保护胶液中的浸泡时间。

(2)基础漆中乳液选择批次稳定性好和保护胶搭配后收缩性小的乳液,乳液进厂检验时要做出成品进行收缩性验证,或者进厂前让厂家寄样品进行收缩性验证。

(3)纤维素和保护胶搭配比较关键,建议不要选择收容易收缩的纤维素,如EHM500。

(4)基础漆粘度增加可以减少彩点收缩性风险,建议基础漆粘度不要太低,最好大于125KU以上。

参考文献

1 朱若君 水性多彩涂料彩粒渗色性能研究 涂料工业 2015 45(4):13-17

2 叶云飞 以S-482为保护胶的水性多彩涂料的制备研究 上海涂料 2015 53(3):5-8


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