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涂料的基本知识(三)

 文山书院 2017-01-05

乳胶漆的构成及各成分的作用-乳胶漆助剂

4.3 乳胶漆助剂
乳胶漆生产中要使用多种助剂,这是乳胶漆的一大特点,但却不是优点。在乳胶漆的混合体系中,组分间既可能有很好的协同作用,也可能相互干扰,产生不良影响。因此,调配乳胶漆的技术关键是各种助剂的最佳化选择和配方的平衡。
助剂是涂料的辅助材料,一般用量非常的少,作用切很显著。
增朔剂---调节聚合物的柔韧性;
增稠剂---调节涂料的黏度;
改性剂---改进涂膜的致密性和光泽;
分散剂---颜料的分散和防止再凝集;
湿润剂---颜料湿润性的改进;
消泡剂---在制造和涂装是消泡;
防霉剂---防止涂膜长霉;
防腐剂---防止储存中发生霉变;
防冻剂---改进冻融稳定性;
另外根据特殊要求,还有一些杀虫剂、防静电剂、防锈剂等。一般来说,助剂对人体有一定的伤害,因此,高品质的涂料都是通过合理科学的配方,通过采用高素质的基料来提高涂料的性能。
乳胶漆常见的助剂:
是乳胶漆常见的助剂:
是乳胶漆常见的助剂:
4.3.1消泡剂
涂料在生产使用中都会有气泡产生而给生产和施工带来不便和影响,消泡保证生产的产品外观好、保证涂膜表面连续、完整、美观、没有气泡孔、针孔、火山口等表面缺陷,使得涂眼光洁,密封性好。
近代科学技术的发展,对涂料工业提出高质量、高效益的要求。即水性涂料、溶剂型涂料,在配方中应采用各种助剂,其中有帮助颜料湿润分散的助剂;有改善涂料成品贮藏稳定的助剂,有调整漆膜外观平整的助剂;还有一些达到特殊功能的助剂。上述这些助剂品种大多都属于表面活性剂,都能改变涂料的表面张力,致使涂料本身就存在着易起泡或使泡沫稳定的内部因素。涂料制造过程中需要使用各种高速混合机,如三辊机、砂磨机和球磨机等。涂料涂装时所用的各种方式方法,如空气喷涂、无气喷涂、辊涂、流涂和淋涂等。在这些过程中,都会程度不同地增加涂料体系的自由能,帮助产生泡沫,这是产生泡沫的外部因素。
涂料工业中水性乳胶涂料的泡沫问题最为突出,这是它的特殊配方和特殊生产工艺所致。
(1)乳胶漆是以水为稀释剂在乳液聚合时就必须使用一定数量的乳化剂,才能制取稳定的水分散液。乳化剂的使用,致使乳液体系表面张力大大下降,这是产生泡沫的主要原因。
(2)乳胶漆中分散颜料的润湿剂和分散剂也是降低体系表面张力的物质,有助于泡沫的产生及稳定。
(3)乳胶漆粘度低则不易施工,使用稠剂后则使泡沫的膜壁增厚而增加其弹性,使泡沫稳定而不易消除。
(4)生产乳液时游离单体的抽取;配制乳胶漆时的调整分散及搅拌;施工过程上的喷、刷、辊等操作。所有 这些都能不同程度地改变体系的自由能,促使泡沫产生。
乳胶漆的泡沫问题,使生产操作困难,泡沫中的空气不仅会阻碍颜料或填料的分散,也使设备的利用率不足而影响产量;装罐时因泡沫,需多次灌装。施工中给漆膜留下的气泡造成表面缺陷,既有损外观,又影响漆膜的防腐性和耐候性。
4.3.1.1泡沫产生理论分析
1)什么是泡沫?
泡沫可定义为液体介质中稳定的气体。液体中不含表面表面活性剂时,气泡会迁移至液体表面,破裂消失,液体中含有表面活性剂时,气泡表面形成膜板,成为稳定的泡沫,膜板的厚度为几个um见图。
气泡产生方式:生产过程中空气的混入;涂料在应用中空气的截留:由于化学反应产生气体(如含异氰酸酯的涂料)。气泡在涂膜中产生的缺陷:涂膜产生空洞:气泡完全截留在涂膜中形成,如常见的痱子等:针孔,火山口或通道:气泡开口破裂,气泡部分截留所至。
2)泡沫的生成与稳定
泡沫的生成与液体体系的表面张力()有关,在某一体系中输入一定的机械功(如搅拌做功),体系则会产生气泡,气泡的总表面积与输入的机械功和体系的表面张力有如下的关系:W=A W…机械功…体系表面张力 A…气泡总表面积
一般分散液在提高PH值和降低颗粒尺寸时易于产生气泡,涂料生产要达到良好的脱气效果建议粉料投料顺序先添加粗填料,容易增加黏度的填料后添加。
4)泡沫的稳定因素
稳定的膜板液体的流动减慢;
膜板液膜表面张力影响气泡膜排液,阻碍气泡膜变薄;膜板周围液体的表现粘度影响消泡剂的渗透,扩散和排液;
膜板表面活性剂分子层的静电排斥力(库仑力)阻碍气泡的破裂F=q1*q2/r;
膜板层的吉布斯(Gibb)(E=dr/dA)阻碍气泡的破裂。
马兰哥尼效应阻止气泡膜的排液,恢复气泡膜厚度。
后三项在气泡受到外界干扰气泡膜变薄后,具有恢复气泡厚度的能力,而稳定泡沫,组织其破裂。不同的表面活性剂气泡能力与稳定气泡能力不一样,表面活性剂的亲水亲油基长短对泡沫的稳定有不一样的影响,C12~C14稳泡效果最好(泡沫膜刚性和强度)。
泡与泡沫对涂料膜带来了影响,配方生产要消除这些影响,在涂料制备中要选用良好的消泡物质来脱出生产过程带进涂料中的空气,并在施工过程中保证气泡快速破裂。消泡有两个过程:
气泡排液:泡膜变薄—小气泡并成大气泡—上升至表面
影响气泡排液的因素:体系表面张力,表面张力小,气泡周围液体的表观黏度大,都会阻止气泡排液的进行。[△P=/R(R为曲率半径)]
气泡向空气排放气体,气泡破裂。影响此一过程的因素是气泡的表观粘度和稠密度影响到消泡剂微粒在气泡表面膜上的渗透扩散。
4.3.1.2消泡剂的基本概念
起泡问题困扰着各个行业。起泡后到泡沫消失,因消耗的时间过长,而不能及时的进入下一个工序,使整个生产计划发生混乱。起泡也是一个公害问题。为了消除这些令人不快的泡沫,采取了诸如向泡吹风,加压或减压等机械方法。现在,通过使用破泡剂·抑泡剂·脱泡剂等化学方法,可以减少特别的机械装置使用,以少量的添加剂达到消泡的目的。这种消泡法现以成为主流。
由于乳胶漆中使用了表面活性剂,如乳化剂、分散剂等,易产生泡沫,会造成涂膜缺陷,使涂膜保护性能和装饰性能随之下降,因此,消泡剂的使用必不可少。消泡剂分硅类消泡剂和非硅类消泡剂,硅类消泡剂效率高,消泡力持久,但分散性较差,易出现过缩孔、油点、缩边、再涂性较差;非硅类消泡剂分散性好,不易出现过缩孔、油点、缩边,但消泡效率较低。消泡剂的用量一般在0.5%O~5%O之间,通常,在分散阶段加1/2~1/3,涂料调配阶段加1/2~2/3。有时要加入2种以上消泡剂,保持消泡性和贮存稳定性的统一。我们将破泡剂·抑泡剂·脱泡剂总称为消泡剂。
1)消泡剂的任务
破坏气泡表面液膜,阻止泡的形成和促使泡的破灭。消泡剂用于大泡,微泡需脱气、消泡一起使用。
2)消泡剂特点
消泡剂不溶于介质,但能以微滴形式进入并分散于介质,消泡微滴最有效的直径相当于泡沫壁的厚度。
3)消泡剂组成
水性建筑涂料用消泡剂分非硅类和含硅类,常规消泡剂由以下组分组成:
活性物质:起破泡消泡作用,表面张力小。代表物有动植物油、疏水二氧化硅、高级醇等。
扩散剂:润湿乳化剂,保证消泡微滴扩散接触到气泡膜并铺展。有壬(辛)基酚聚氧乙烯醚、皂盐等。
载体:有助于活性物质和起泡体系结合,易于分散到起泡体系,把两者结合起来,其本身表面张力低,有助于抑泡,且可以降低成本。
4)消泡剂必备条件
E=1+12-2>0,(E-渗透系数,1-发泡体系的表面张力,2-消泡剂的表面张力,12-发泡体系与消泡剂间的界面力)保证消泡剂能渗入到气泡表面;
S=1-12-2>0(S-扩散系数),保证消泡剂间的界面力)保证消泡剂在气泡表面的扩散铺展,最终导致气泡表面张力不均,从而气泡表面的液膜流动,气泡膜变薄,破裂,放出气体。
4.3.1.3消泡剂与脱气剂的区别
消泡剂:是指直接消除空气界面较大的气泡。
脱气剂:是指在应用中使小气泡迅速上升到表面。
消泡过程:消泡剂在涂料中形成小珠—扩散到所泡表面—降低气泡膜板层的弹性—最终使气泡膜板层破裂。
涂料在生产过程中,要求脱气良好,改善涂料外观。脱气途径使小气泡聚并为大气泡,以提高气泡上升速度,加快单个气泡的上升速度。方法可以使用脱气剂,促使小气泡聚并为大气泡,增加气泡的上升速度;配方选择适当的慢干剂,延长漆膜开放时间,使截留的空气有足够的时间逃出;消泡剂扩散并渗透到气泡表面,破坏气泡的稳定性,降低其弹性,促使气泡破裂向空中排气。
消泡全过程:脱气剂聚集涂料中的微空气泡成大气泡使其达到表面,消泡剂用于消除大泡;因而对于微泡需要脱气剂一起使用。
4.3.1.4消泡剂的评价和筛选
制造过程的抑泡性(对涂布而言无意义 ,不说明问题):这里可以采用“比重杯法”来评价消泡剂的抑泡性。在同样条件下,比重大者代表排除的空气多或带如的空气少。
湿膜、干膜的评价:评价涂料施工过程中气泡破裂速度,速度快者涂膜表面流平好;干膜评价表面平整、光滑性、不均匀以及颜色的接受性,往往是干湿涂膜评价是最重要的,因为其瓜的是最终的涂膜质量。
初始消泡性:代表消泡剂初始的脱气消泡能力。
长久消泡性:代表消泡剂在涂料经过一段时间的储运后,仍具有的脱气消泡能力。
施工破泡速度:涂料在施工过程中产生的气泡破裂速度,速度快者,涂膜表面光洁平整。
消泡剂的副作用:消泡剂的副作用分为毒性大小,与涂料的相容性。相容性差易导致涂膜出现有缩孔、鱼眼、橘皮,光泽下降、颜色的接受能力差等。
4.3.1.5消泡剂副作用的处理措施
消泡剂副作用的处理措施(表面缺陷有缩孔、针眼、鱼眼、橘皮等)
■ 减少消泡剂的用量;
■ 增加润湿性能好的润湿剂(H-875)是有效防缩孔剂);
■ 使用分散性好的消泡剂。
4.3.1.6消泡机理
水性涂料的消泡剂含有不溶于水的疏水性成分。疏水性微粒子存在于溶于水的消泡剂成分中而且集中于液体表面的物理特性。这一性质决定了消泡剂可以有效的吸收水中的气泡和存在于液体表面的气泡。另外消泡剂的成分还具有表面张力低,在起泡沫的液体表面中进行扩张,具有使气泡泡膜变薄的性质。
有关消泡剂的机能,按以下的破泡、抑泡、脱泡的3种作用机理进行定义。
破泡:相对于泡沫(泡沫聚合体),从空气侧侵入泡中,将泡合一破坏。
抑泡:从液体侧侵入泡中,将泡合一破坏,令泡沫难以产生。
脱泡:从气泡的界面侵入泡中,令气泡合一浮出液面。
1)破泡
也就是说通过吸附泡和与表面张力的作用侵入泡沫。然后,表面张力将泡沫剂扩散于泡膜的表面,使得泡膜变薄,破坏泡沫。
侵入系数 E=σw+σi-σo>0
扩散系数 S=σw-σi-σo>0
其中:σw-为泡膜的表面张力;
σo-为破泡剂的表面张力;
σi-为泡膜与破泡剂的表面张力;
破泡作用示意图
2)抑泡
抑泡剂与液体中起泡性物质同时吸附于泡膜。因吸附抑泡剂泡膜的表面张力降低引起泡膜变薄。因此变得不安定的泡膜浮出液面被破坏掉。
抑泡作用示意图
3)脱泡
脱泡剂在液体中吸附于泡膜。液体中各个气泡在相互吸附后,吸附界面被破坏而形成一个大气泡。浮力增大的大气泡迅速上升至液面。
脱泡作用示意图
4.3.1.7消泡剂的分类
消泡剂的分类,不同的参考书上往往有不同的方法。笼统地分,可以分为水性的和溶剂性的;或者含硅的,不含硅的。那么我们一般可以认为,主要有四大类市场上比较常见。
1,低级醇以及酯类:包括异丙醇、丁醇、磷酸三丁酯等等。由于具有一定毒性和VOC,而且消泡效果不明显,抑泡性不好,因此已经逐渐淡出。
2,有机的极性化合物:主要指一些HLB值较低的表面活性剂,比如聚醚类表面活性剂,聚乙二醇脂肪酸酯等,这些由于HLB的关系,市场上也不多见。
3,矿物油类:除了矿物油配合物具有消泡效果外,还包含一些疏水性的粒子,比如硬脂酸金属皂、聚脲。也具有一定的效能。市场常见。
4,有机硅类:主要以疏水性硅氧烷油为活性成分,加上其他一些载体表面活性剂来配合使用,效果较好,但添加量需要斟酌。市场常见。
一般市场以三、四类较常见,做好搭配工作,保证消泡剂和整个体系的融合问题,发挥消泡性抑泡性和长效性即可。至于具体的种类,中国市场各种各样的消泡剂数不胜数,只有通过自己的实验室进行具体的实验才能看出是否适合。
4.3.1.8消泡剂的选择及应用
1)消泡剂的选择
消泡剂的种类比较多,大致为有机物类、二氧化硅类、有机硅类等,又分为已乳化的和未乳化的。大家在选择水性涂料的消泡剂的时候要注意的是,(1)消泡能力强;(2)稳定性好;(3)不影响光泽;(4)没有重涂性等障碍。
建议大家采用高速搅拌法检验消泡剂的消泡能力。固定转速、搅拌时间、用量、粘度等参数,然后比较泡沫的的高度以及消除的时间。
2)消泡剂的用量
一般高粘度的乳胶漆,由于消泡困难,稳泡因素也多,加量稍多些,一般为0.3-1.0%。低粘度的乳胶漆或水溶性涂料,尤其是水溶性涂料,由于含有一定量的助溶剂,可以适当减少用量,一般为0.01-0.2%即可。其他水性涂料或树脂,一般为0.1%左右。反正加量并不是越高越好,多了会引起缩孔、油花等漆病,含硅的消泡剂多了,还会影响再涂性。
3)加入方法
大多数消泡剂不能直接加入到已稀释的水性涂料中去,一般都要在树脂或涂料的粘度较高时加入,并有良好的分散。
另外最好分两次加入,一次在研磨料中,另一次在成漆时加入,每阶段各加一半。
4.3.2 增稠剂
乳胶漆原材料以产品性能影响,助剂中只有增稠剂影响较广,影响乳胶漆制造,储运,施工,以及涂膜性能。
由于水性建筑涂料乳液和颜填料体系粘度太低,没加入增稠剂之前易出现分层、絮凝、沉淀等问题,涂料的贮存稳定性、开罐性能、施工性能都不令人满意,加入增稠剂之后,改善了涂料的流变性,这些缺陷基本上可以消除。
增稠剂的种类很多,主要有无机增稠剂(以膨润土、超细二氧化硅为主)、有机增稠剂(纤维素类、碱溶胀型丙烯酸乳液类、缔合型聚氨酯增稠剂)。有机类中纤维素类增稠剂的增稠机理是由于它们具有很强的吸水能力,在乳液中体积大幅度膨胀,使乳液粘度显著增加,从而起到增稠效果;碱溶胀型增稠剂的增稠机理首先在于它自身能吸附在乳液颗粒表面形成包覆层,使乳液粒子的体积增大而导致粘度提高。其次它还能进入水性体系使粘度增大;缔合型聚氨酯增稠剂增稠机理在于它们的分子中存在憎水剂和强极性基团,能与乳胶漆的聚合物和颜料发生缔合作用,形成瞬间网络结构。这类增稠剂具有优异的流变性。
4.3.2.1乳胶漆流变特性
乳胶漆的黏度对剪切力和时间都有依耐性,随着剪切力的增加或剪切时间的拉长,乳胶漆的黏度将发生变化,这种现象即是乳胶漆的流变性。乳胶漆的黏度对漆的沉降性,涂刷性,膜丰满性,流平性以及在垂直表面上的流挂性都有影响。乳胶漆在储存与施工过程都要经历这样的流变过程,这个过程黏度的控制多依靠不同类型的增稠剂搭配而进行控制。
保证乳胶漆的储存与施工,需控制三种不同剪切速率下的粘度:低剪粘度多采用高分子类增稠剂(纤维素,碱溶/碱溶胀型)或无机增稠剂(膨润土)等来控制,测试仪器—旋转粘度计测试,粘度范围为105~106mPa。s;中剪粘度Stormer粘度,可以使用增稠流变展改性剂来控制,粘度范围为75~100KU;高剪粘度:即ICI粘度,由乳液,颜填料以及流变改性剂用量来决定,粘度范围为2~3P。
不同类型增稠剂增稠后的涂料其屈服值不一样,高分之类增稠剂增稠的涂料屈服值大,流动性差,防沉降性好,而缔合型增稠剂增稠的涂料屈服值小,流动性好。屈服值也是乳胶漆体系的重要参数之一;涂料静止状态,屈服值>10dyn/cm2,保证涂膜流平性好;涂料施工后,要求屈服值快速回升,屈服值>2.5dyn/cm2,保证涂膜流平性好;涂料施工后,要求屈服值快速回升,屈服值>5dyn/cm2,施工后保证无流挂现象。
4.3.2.2增稠剂种类
增稠剂分类可按不同形式进行,如按增稠剂的来源,组成,离子性,溶解性能以及增稠机理等;具体如下:有机—无机;天然—全合成;非离子—阴离子(碱溶);溶解—溶涨;协合—非协合性乳胶漆常用增稠剂种类如下:无机:膨润土。有机:纤维素(非缔合HEC,缔合HMEC),碱溶/涨(非缔合ASE,缔合HASE),EO聚胺酯等。其中纤维素与碱溶/碱溶胀类增稠剂分子量相对EO聚胺酯类增稠剂高。
增稠剂的种类及组成
脱泡作用示意图
1)膨润土
膨润土的主要矿物成分为蒙脱石,蒙脱石层间带负电荷,像一个带负电的大阴离子,可以吸附阳离子、水和有机极性分子。膨润土的吸水性很强,能够吸附本身质量 5 倍的水;吸附水后体积增大,能够膨胀至干体积的几倍至十几倍,并形成凝胶状物质。膨润土在水中能够释放出带电微粒而起到分散剂的功能,可改善水性涂料的悬浮性,增强储存稳定性。聚乙烯醇、丙烯酸、羟乙基纤维素等有机分子中的—OH 、—COOH 、—CCOH 等极性基团能够被蒙脱石的层间负电荷所吸引,使极性基团的一端插人层间,形成蒙脱石-有机复合物,这种复合物一旦形成,便具有不可逆性,脱水后则形成疏水物。因而,膨润土作为增稠剂不但不会影响涂料的耐水性,还能够使耐水性有所提高;蒙脱石与有机物相互交联,形成网状立体结构,提高涂料的悬浮性;其干燥后留在涂膜中能够起到填料的作用而提高遮盖力。
由于膨润土的白度较低以及对涂料流平性的不良影响,在涂料中的应用受到限制,只能在中、低档内、外墙涂料和厚浆型乳胶漆中应用。在外墙涂料中,膨润土的使用有利于涂膜的耐水性且价格低,因而适量的使用具有较好的技术经济效益。膨胀土在颜料体积浓度高于临界颜料体积浓度的经济型内墙乳胶漆、普通外墙乳胶漆和厚浆型乳胶漆中有较多的应用;在低颜料体积浓度的有光或半光乳胶漆中几乎没有应用。有鉴于膨润土会影响涂料的流平性以及对颜色产生不良影响,故其使用就受到了限制。
2)纤维素类
增稠剂可应用于涂料的纤维素类材料有甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素等。纤维素类增稠剂的最大特征是增稠效果显著,并赋予涂料一定的保水作用,在某种程度上能够延缓涂料涂装时的干燥时间。纤维素类增稠剂还会使涂料具有一定的触变性,防止涂料储存中沉淀分层。但是,这类增稠剂同样会给涂料带来流平性不良的缺点,当使用高粘度型号的产品时尤其如此。纤维素属于微生物的营养物质,因而使用时应加强防霉措施。纤维素类增稠剂只能对水相增稠,对水性涂料中其他组分则无增稠作用,也不能使涂料中的颜料和乳液颗粒产生明显的相互作用,因而无法调节涂料的流变性。纤维素类增稠剂一般也只能提高涂料在低剪切速率和中等剪切速率下的粘度 ( 一般称为 KU 粘度 ) 。
 
羟乙基纤维素
羟乙基纤维素
理化性质
1. 本品为白色或微黄色无嗅无味易流动的粉末,既溶于冷水又溶于热水一般情况下在大多数有机溶媒中不溶.PH值在2~12范围内粘度变化较小但超过此范围粘度降低,经过表面处理的HEC在冷水中分散不凝聚,但溶解速度较慢,一般需要30min左右。将其加热或将PH值调节至8~10方可迅速溶解。
40目过筛率≥99%;软化温度:135~140℃;表观密度0.35~0.61g/ml,分解温度205~210℃;燃烧速度较慢,平衡含湿量:23>℃,50%rh时6%,84%rh时29%。
特性
羟乙基纤维素作为一种非离子型的表面活性剂,除具有增稠、悬浮、粘合、乳化、成膜、分散保水及提供保护作用外,还具有下列性质:
1. HEC可溶于热水或冷水,高温或煮沸下不沉淀,使它具有大范围的溶解性和粘度特征:即非热凝胶性。本身非离子型可与大范围内的其他水溶性聚合物,表面活性剂、盐共存。是含高浓度电解质溶液的一种优良的胶体增稠剂。
3. 保水能力比甲基纤维素高出一倍,具有较好的流动调节性。
4. 该产品粘度稳定、防霉变,并使涂料有较好的开罐效应,施工时有较好的流平性能。
用途
HEC作为保护胶体,可用于醋酸乙烯乳液聚合 提高聚合体系在宽PH值范围内的稳定性。在成品制造中使颜料、填料等添加剂均匀分散,稳定并提供增稠作用。也可用于苯乙烯,丙烯酸脂、丙烯等悬浮聚合物作分散剂,用于乳胶漆中可显著提高增稠性,提高流平性能。
溶解方法
1. 向容器中加规定量的干净水。
在低速搅拌下加入羟乙基纤维素,搅拌至所有物料完全湿透。
3. 再加配方的其他组分搅匀即可。
羟乙基纤维素产品的规格、型号主要是根据取代度和粘度区分。我国的无锡三友化工公司、石家庄金华纤维素公司、泸州天普精细化工厂、美国阿克隆公司 (Agualon) 、陶氏化学 (Dow Chemica1) 公司等都有各种粘度型号和取代度的羟乙基纤维素供应市场。羟乙基纤维素的品种除粘度的差别外,通过生产过程中的改性,还可以分正常溶解型,快速分散型和生物稳定型。就使用方法来说,羟乙基纤维素可在涂料生产过程中的不同阶段加入。快速分散型的可以干粉形态直接加人,但加人前体系的 pH 值应小于 7 ,主要是利用羟乙基纤维素在低 pH 值下溶解较慢,有充分的时间使水能够浸润至颗粒内部,其后再将 pH 值提高,使之迅速溶解。也可以采用相应的步骤配制成一定浓度的胶液加人涂料体系中。
 
羟丙基甲基纤维素
羟丙基甲基纤维素
理化性质
1. 外观:MC为白色或类白色纤维状或颗粒状粉末,无臭。
2. 性状:MC在无水乙醇、乙醚、丙酮中几乎不溶。在80~90℃的热水中迅速分散、溶胀,降温后迅速溶解,水溶液在常温下相当稳定,高温时能凝胶,并且此凝胶能随温度的高低与溶液互相转变。具有优良的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜性,以及对油脂的不透性。所成膜具有优良的韧性、柔曲性和透明度,因属非离子型,可与其他的乳化剂配伍,但易盐析,溶液在PH2-12范围内稳定。
3. 视密度:0.30-0.70g/cm3,密度约1.3g/cm3。
溶解方法
MC产品直接加入到水里,会产生凝聚,接着溶解,但这样溶解很慢,并且困难。下面建议三种溶解方法,用户可根据使用情况,选择最方便的方法:
1. 热水法:由于MC不溶解在热水里,因而初期MC能够均匀的分散在热水中,随后冷却时,两种典型的方法描述如下:
1). 在容器内放入需要量的热水,并加热到大约70℃。在慢慢搅拌下逐渐加入MC,开始MC浮在水的表面,然后逐渐形成一种淤浆,在搅拌下冷却该淤浆。
2). 在容器内加入所需量1/3或2/3的水,并加热到70℃,按1)的方法,分散MC,制备热水淤浆;然后加入剩余量的冷水或冰水至热水淤浆中,搅拌之后冷却该混合物。
2. 粉末混合法:将MC粉末粒子与相等的或更大量的其它粉状的配料,通过干混合来充分分散,之后加水溶解,则此时MC可以溶解,而不凝聚。
3..有机溶剂湿润法:将MC用有机溶剂,如乙醇、乙二醇或油预先分散或湿润,然后加水溶解,则此时MC也可以顺利地溶解。
羟丙基甲基纤维素的增稠作用和羟乙基纤维素的基本相同,即提高涂料在低剪切速率和中等剪切速率下的粘度。羟丙基甲基纤维素具有抗酶降解性,但水溶性不如羟乙基纤维素,有受热会胶凝的缺点。对于经表面处理的羟丙基甲基纤维素,使用时可以直接加人水中,搅拌分散后,加人氨水等碱性物质,调节 pH 值为 8 ~9 ,搅拌至充分溶解。对于未经表面处理的羟丙基甲基纤维素,使用时可以先用 85 ℃以上的热水浸泡溶胀,待冷却至室温后再加冷水或冰水搅拌使之充分溶解。
 
甲基纤维素
甲基纤维素
理化性质
1. 外观:MC为白色或类白色纤维状或颗粒状粉末,无臭。
性状:MC在无水乙醇、乙醚、丙酮中几乎不溶。在80~90>℃的热水中迅速分散、溶胀,降温后迅速溶解,水溶液在常温下相当稳定,高温时能凝胶,并且此凝胶能随温度的高低与溶液互相转变。具有优良的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜性,以及对油脂的不透性。所成膜具有优良的韧性、柔曲性和透明度,因属非离子型,可与其他的乳化剂配伍,但易盐析,溶液在PH2-12范围内稳定。
3. 视密度:0.30-0.70g/cm3,密度约1.3g/cm3。
溶解方法
MC>产品直接加入到水里,会产生凝聚,接着溶解,但这样溶解很慢,并且困难。下面建议三种溶解方法,用户可根据使用情况,选择最方便的方法:
1. 热水法:由于MC不溶解在热水里,因而初期MC能够均匀的分散在热水中,随后冷却时,两种典型的方法描述如下:
1). 在容器内放入需要量的热水,并加热到大约70℃。在慢慢搅拌下逐渐加入MC,开始MC浮在水的表面,然后逐渐形成一种淤浆,在搅拌下冷却该淤浆。
2). 在容器内加入所需量1/3或2/3的水,并加热到70℃,按1)的方法,分散MC,制备热水淤浆;然后加入剩余量的冷水或冰水至热水淤浆中,搅拌之后冷却该混合物。
粉末混合法:将MC粉末粒子与相等的或更大量的其它粉状的配料,通过干混合来充分分散,之后加水溶解,则此时MC可以溶解,而不凝聚。
3. 有机溶剂湿润法:将MC用有机溶剂,如乙醇、乙二醇或油预先分散或湿润,然后加水溶解,则此时MC也可以顺利地溶解。
甲基纤维素的性能与羟丙基甲基纤维素相似,但随温度变化的粘度稳定性次之。
羟乙基纤维素是乳胶漆中应用最广泛的增稠剂,在高、中、低档乳胶漆和厚浆型乳胶漆中均有应用。广泛用于普通乳胶漆、灰钙粉乳胶漆等的增稠。其次是羟丙基甲基纤维素,由于生产厂商的推动,也有一定的用量。甲基纤维素在乳胶漆中几乎没有应用,但在粉状内、外墙腻子中却得到大量应用,其原因是能够速溶,保水性好。高粘度的甲基纤维素可赋予腻子突出的触变性、保水性,使之具有良好的批刮性。
3)合成高分子类增稠剂
合成高分子类增稠剂得到较多应用的是丙烯酸和聚氨酯两类。
丙烯酸类
丙烯酸类增稠剂包括聚丙烯酸盐和丙烯酸酯共聚物 ( 碱溶胀型 ) 两类。丙烯酸酯类增稠剂的增稠机理之一是其微粒能够吸附在涂料中的乳胶粒子表面,碱溶胀后形成包覆层,增大乳胶粒子的体积,使粒子的布朗运动受阻而导致涂料体系的粘度提高;二是增稠剂溶胀增大,增加水相的粘度。在 pH 值为 8 ~ l0 的水中,羧基离解,呈溶胀状态;当 pH 值大于 10 时则溶于水而失去增稠作用,因而增稠作用对 pH 值很敏感。
和纤维素醚类增稠剂一样,碱溶胀丙烯酸类增稠剂对涂料中其他组分也无增稠作用,且不能使涂料中的颜料和乳液的颗粒产生明显的相互作用,因而无法调节涂料的流变性。这类增稠剂的特征是增稠效果显著,成本低,但对涂料的流平性和涂膜的耐水性都有不良影响,其提高的也只是低至中剪切速率的粘度,并相应提高涂料的抗流挂和抗沉降性能。
丙烯酸酯类增稠剂的使用会影响涂膜的耐水性能;由于带给涂料较强的触变性而使涂料的流平性变差。因而,这类增稠剂一般只在低档的内墙乳胶漆中使用,或者作为中档内墙乳胶漆的辅助增稠剂,在外墙涂料中的应用很少。但是,在中、低档内墙乳胶漆中,丙烯酸酯类增稠剂几乎是必用的材料组分,这主要是因为其成本低,增稠效果显著。
随着对流变增稠剂合成及应用技术研究的深入,现在的丙烯酸酯类增稠剂中,有的商品经过改性处理,也能够提高涂料的高剪切速率的粘度,并且能够赋予涂料良好的流变性能。
聚氨酯类
聚氨酯类增稠剂的增稠机理之一在于其分子可以水合溶胀而使水相增稠,其二是具有表面活性剂分子的性质,其分子是线性亲水链两端接有亲油基的高分子化合物,即在结构中具有亲水和疏水基团。这样,在它的水溶液浓度超过一定值时就形成胶束。胶束能够与乳液的聚合物粒子、已吸附有分散剂的颜料颗粒相互缔合形成空间网状结构,互相连结缠绕而使体系粘度增加。因而,聚氨酯类增稠剂也称为缔合型增稠剂。
聚氨酯类增稠剂在涂料中形成的缔合结构在高剪切速率下会脱开,在低剪切速率下又重新恢复缔合,处于动态平衡状态,因而能够调节涂料的流变性,使涂料具有流平性。此外,由于一个分子带有几个胶束,这种结构可降低水分的迁移趋向,因而对防止涂料储存过程中的分层、沉淀效果明显。这类增稠剂具有疏水性能,对涂膜的耐水性几乎没有影响。
这类增稠剂的相对分子质量低,因而在水相中的分子间缠绕有限,对水相的增稠效果不显著。此外,在低剪切速率范围内分子之间缔合转换多于分子间的缔合破坏,整个体系保持固有悬浮分散状态,粘度接近分散介质 ( 水 ) 的粘度。因而,它使乳胶漆体系在低剪切速率区时表现出较低的表观粘度;又由于这类增稠剂因在分散相粒子间的缔合而提高了分子间的势能,这样,在高剪切速率下为打破分子间的缔合就需要更多的能量,要达到同样的剪切应变需要的剪切力也更大,使体系在高剪切速率下呈现出较高的表观粘度。换言之,聚氨酯类增稠剂提高涂料在高剪切速率下的粘度 ( 一般称为 ICI 粘度 ) 非常显著,并相应提高涂料的流平性能。不过,随着材料科学的进展,现在有些聚氨酯类增稠剂也能够显著提高涂料低、中剪切速率的粘度。
与丙烯酸酯类和纤维素类增稠剂相比,聚氨酯类增稠剂主要应用于外墙乳胶漆和中、高档的内墙乳胶漆。较高的高剪切粘度和较低的低剪切粘度则正好可以弥补普通增稠剂 ( 例如丙烯酸类和纤维素类 ) 在涂料流变性能方面存在的不足,即可以将两种增稠剂复合使用来调节乳胶漆的流变性能,达到涂装成厚膜和涂膜流平等的综合要求。
值得指出的是,对于一个好的涂料配方,绝对不会使用一种增稠剂来提高涂料的粘度,一种增稠剂也不能够满足涂料的多种性能要求。因而,最好的方法是使用几种增稠剂来提高涂料在不同剪切速率下的粘度。例如,使用羟乙基纤维素或缔合型增稠剂 ( 如罗门哈斯公司的 DR- 72) 提高涂料的 KU 粘度,使用聚氨酯类增稠剂提高 ICI 粘度和赋予涂料更好的流变性能等。这里只是从概念上说明不同增稠剂在涂料中的配合使用,至于如何协调搭配,需要根据试验以及与所使用的分散剂的相容性等具体情况确定。
4.3.2.3增稠剂增稠机理与增稠特性
水分散涂料一般是由树脂的乳液粒子、颜料悬浮体粒子的分散体,通过粒子间的相互作用力(范德华力、氢键等)而形成的。涂料的粘度是这些粒子相互作用力的表征。但是,这些作用力较弱,增绸剂的作用就是增加粒子间的相互作用,形成网络结构。增绸剂分高分子型和缔合型两种,其网络构造的作用机理不同。
1)高分子型
高分子型增稠剂象下图1(a)那样吸附在乳液粒子表面的若干点上,吸附高分子的末端和其他粒子相遇后吸附该粒子并在粒子间交联,形成象图(b)一样的网络结构提高粘度。
增稠剂的作用机理
高分子增稠剂分为非离子,阴离子两种类型,该类高分子增稠剂分子量大,对涂料低剪,中剪黏度提高快,而高剪黏度(ICI)黏度增加很小;高分子类增稠剂增稠后的漆样系统均匀性欠佳,漆的屈服值大,流动性差,涂膜光泽低;该类增稠剂中非离子增稠剂对配方敏感性小,碱溶涨增稠剂对配方酸碱度敏感。下图为羟乙基纤维素的增稠机理:
为羟乙基纤维素的增稠机理
疏水改性碱溶性乳液型增稠剂结构:
疏水改性碱溶性乳液型增稠剂pH调节:
疏水改性碱溶性乳液型增稠剂pH调节:
疏水改性碱溶性乳液增稠机理:
疏水改性碱溶性乳液增稠机理:
EO-聚胺酯类增稠剂增稠机理与增稠特性:该类增稠剂分子具有疏水基团与亲水链,因而具有表面活性,其在体系中象表面活性剂一样可以形成胶束,其疏水基团可以与乳液粒子,颜填料粒子进行缔合,形成增稠网络。该类增稠剂对配方组成敏感,乳液的种类与用量,助溶剂的种类与用量,表面活性剂种类与用量,以及分散剂种类均会影响到EO-聚胺酯类增稠剂增稠效率。
2)缔合型
缔合型增稠剂是象图1(c)那样的两端带有疏水性基团的活性剂,吸附粒子的一端与其他粒子或其他疏水性末端相遇后,形成新的吸附。如有数量足够的活性剂存在,就会形成图1(d)那样的分子网,形成整体的网状构造。
缔合增稠机理:
缔合增稠机理
疏水改性环氧乙烷氨基甲酸乙酯增稠剂结构:
4.3.2.4增稠剂评价
增稠剂评价项目有以下:增稠效率,流平性TI值,温感性(2℃/40℃),调色性。增稠剂其作用是用来增稠,提供乳胶漆储存,施工,流平或定性的,增稠效果与流平性是主要评价项。增稠剂选配失当时,乳胶漆在施工与储运会出现相应的问题:乳胶漆在储运会出现沉降分层,出现分乳液等情况,施工有流平性差,或定性能力差,造型困难。这些病弊可以通过增稠剂的选配解决。
增稠剂的基本性能
在低成本、高含水量的乳液中,羟乙基纤维素具有较高的中、低剪切粘度,有利于乳胶漆的贮存,避免分层,但其明显的缺点是高剪切粘度太低,丰满度低,流平性差、易霉变、易飞溅。一般来说,仅用一种增稠剂存在不少缺陷,因此,可根据乳胶漆的不同要求,按照增稠剂的性能灵活选择一种或几种配合使用,发挥其协同作用。常见增稠剂的基本性能见表1。
4.3.2 分散剂
分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机,有机颜料的固体颗粒,同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液所需的药剂。
润湿分散剂能降低被润湿物质的表面张力或界面张力,其添加在涂料中能改进颜填料与液体料的掺合,颜填料的良好分散决定了涂膜的光学性能和遮盖力,良好的颜填料分散需要颜料不仅在刚制造时而且在储存及应用中有均一的分布。
颜料粒子0.05—0.5um范围内可产生最适当的色强,光泽,遮盖力及耐候性,商品颜料粒子的粒径在此范围内。颜料粒子的形状有规则多面体(TiO2),片状(云母),结节状(ZnO2)。颜料粒子的存在形式有四种:初级粒子—从晶片或蔟片状结晶形状存在;共聚体—初级粒子面面接触形成较大的粒子;附聚体—初级粒子和共聚体靠较弱的范德华力结合成更大的粒子;絮凝体—颜料粒子被连接或分散添加剂包围后而相互吸附在一起。其中共聚体及初级粒子在颜料制造过程中就存在,附聚体因为粒子大,在涂料制造过程中是不希望存在的,当然,有些涂料为了得到均一的色彩,希望控制得到可控絮凝体,以防止涂料的浮色
颜填料的分散是碾磨液体料取代颜填料表面的空气,遵循相似相容原理,疏水的有机颜料分散在水基型涂料中,或亲水的极性表面颜填料分散在溶剂型涂料中,要借助于润湿添加剂来完成。在有机,无机的颜填料分散中,润湿分散剂分散能力的高低取决于润湿分散剂分子在颜填料表面吸附能力,不同类型的润湿分散剂在有机,无机颜填料粒子表面稳定吸附的能力不一样,如表1所示,在配方设计中要改性颜填料粒子表面性质,尤其要注意这点。
表1不同HLB值的润湿分散剂在有机,无机颜填料表面吸附
不同HLB值的润湿分散剂在有机,无机颜填料表面吸附
颜填料使用时所涉及到的问题有:难润湿粒子的掺合,高黏度的碾磨料,颜料取向不好,颜料下沉,颜料分离出现浮色发花,涂膜光泽不均匀,遮盖力差,颜色的色深不适当,颜色难以重复等,这些问题均可以使用适当的润湿分散剂来解决。
4.3.2.1润湿分散剂的种类
在分散过程中溶剂可取代颜填料表面的空气,但不稳定,润湿分散剂含有酸根适合于无机颜料和填料通过极性力而稳定;润湿分散剂含有氨基适合于有机颜料通过范德华力而稳定;空间位阻型润湿分散剂常含有与溶剂相容的长链如聚酯,聚醚,聚丙烯酸链。
分散剂有很多种,初步估算,现存世界上有1000多种物质具有分散作用。现按其结构来区分,可分为:①阴离子型,②阳离子型,③非离子型,④两性型,⑤电中性型,⑥高分子型(包括高中低分子量)超分散剂。
①阴离子型表面活性剂:大部分是由非极性带负电荷的亲油的碳氢链部分和极性的亲水的基团构成。两种基团分别处在分子的两端,形成不对称的亲水亲油分子结构。它的品种有;油酸钠C17H33COOΘNa, 羧酸盐、硫酸酯盐(R-O-SO3Na),磺酸盐(R- SO3Na),等等。阴离子分散剂相溶性好,被广泛应用。
②阳离子型:是非极性基带正电荷的化合物。品种有十八碳烯胺醋酸盐C17H33CH2NH2?ΘOOCCH3。烷基季铵盐、氨基丙胺二油酸酯、季胺盐、特殊改性的多氨基酰胺磷酸盐等。阳离子表面活性剂吸附力强,对炭黑、各种氧化铁、有机颜料类分散效果较好,但要注意其与基料中羧基起化学反应,还要注意不要与阴离子分散剂同时用,使用应慎重。
③非离子型:不能电离、不带电荷。在颜料表面吸附比较弱,主要在水系涂料中使用。品种有脂肪酸环氧乙烷的加成物C17H33COO(CH2 CH2O)nH、聚乙二醇型多元醇和聚乙烯亚胺衍生物等。它们的作用是降低表面张力和提高润湿性。如果添加一些有机硅氧烷就可以防止发花、浮色和改善流平的作用。
④两性型:是由阴离子和阳离子所组成的化合物。典型应用的是磷酸酯盐型的高分子聚合物。这类聚合物酸值较高,会影响层间附着力。应该注意。
⑤电中性型:是分子中阴离子和阳离子有机集团的大小基本相等,整个分子呈现中性但却具有极性。品种有:油氨基油酸酯C18H35NH3ΘOOCC17H33。
⑥高分子型(包括高中低分子量)。而其中最为高档和最为稳定要属高分子型,例如:
a.多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物;
b.多已内酯再与三乙烯四胺的反应物;
c.用基团转移聚合,先加甲基丙烯酸酯,再加甲基丙烯酸失水甘油酯制成的丙烯酸酯高分子;
d.多羟基硬脂酸制得的低分子量聚酯,引入锚定基团制得的各种聚氨酯和聚丙烯酸酯。等等,由于它们的锚定基团一头与树脂缠绕吸附,另一头又与颜料粒子包附。
因此贮存稳定性是比较好的,当然也要注意不要用太强的溶剂,因为溶剂太强在高剪切力的情况下,会把这些高分子的超分散剂的锚定链溶解,进而引起颜料返粗絮凝。乳胶漆用的湿润剂有阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂;此外还包括无机盐(磷酸、硅酸盐)和高分子聚合物两类。
分散剂的组成及特点
高分子分散剂结构:
高分子分散剂结构
4.3.2.2润湿分散剂的功用
使用润湿分散剂可以减少完成分散过程所需的时间,节省分散所耗的能量,并且稳定所制得的颜料分散体,防止分散体系出现絮凝,沉降等现象。
分散剂在生产储存、涂膜的形成、涂膜的性能等方面有着重要的作用。在各个工序及涂装过程中颜料分散性所发生的现象如下表:
各个工序中颜料分散剂的主要作用
颜料的分散性反映了涂料的生产效率。减少完成分散过程所需的时间和能量,并使颜料分散体体系稳定,主要表现在以下七个方面:
(1)缩短分散时间;
(2)提高光泽;
(3)提高着色力和遮盖力;
(4)改善展色性及调色能力
(5)防止涂料浮色发花;
(6)防止颜料絮凝;
(7)防止颜填料沉淀。
另一方面,分散剂具有易于颜料粒子相融合的化学结构通过物理及化学原理起到吸附于颜料表面的作用见下表。在这种情况下,颜料粒子的相互作用力有以下三种:
①因吸附层下沉,具有减少渗透压上升作用的分散力;
②通过颜料粒子表面电荷的相互斥力产生的作用力;
③聚集力。
低分子及高分子类分散剂的化学及物理性能
4.3.2.3分散剂分散稳定功能
静电稳定:固体粒子带有相同电荷,颜填料体系的分散稳定通过吸附在颜填料粒子表面的电子云来实现,粒子表面的Zeta电位值越低,表明添加剂在颜填料表面吸附力越强,稳定性越高。这种静电稳定保护容易破坏,如相反离子的加入,PH的变化,低温的冻融等。静电稳定需要添加剂量小。
空间位阻稳定,靠分子量较大的润湿分散剂黏附于颜料表面形成保护层,保护层需要一定的厚度(0.01—0.1um)和密度,需要添加剂的较大。
润湿分散剂吸附在颜填料粒子表面,改性颜填料粒子表面性质,控制粒子的运动能力。适当选用不同类型的润湿分散剂,均衡涂料中各种粒子的运动能力,最终可控制涂膜的浮色发花缺陷。润湿分散剂保护颜填料粒子两种保护层—静电排斥和空间位阻见。乳胶漆涂料中的颜填料粒子,乳胶粒子等靠静电排斥而避免粒子相互接近并聚,使整个体系保持稳定。
4.3.2.4分散剂分散机理
分散剂的原理:大部分分散剂都是通过润湿、研磨与分散、偶联和包裹稳定的过程来达到分散颜填料的目的。而在水性涂料当中,由于成本控制原因,又不能使用较贵的分散剂。现在市场上用的大部分是属于阴离子和非离子型的润湿分散剂。它们的原理就是低的表面张力,很快的润湿颜料粒子,再通过高的剪切力,如分散机、研磨机器等使颜料粒子形成一个半絮凝状(或叫做可控絮凝)的分散体。
如果此时涂料的粘度比较高的话,是不会出现颜料反粗和严重絮凝现象的,但如果粘度控制不好,时间一长,就会出问题;有的使用偶联剂做分散剂,通过它们的亲水基团和硫水基团把两种不同的物质偶联在一起。象架桥一样,这样做的好处是:综合性能好,又能分散,又用量少,又能增加涂料的附着力,但不足点是它不是解絮凝基团,对要求高的展色性强的涂料就不太适合。通过研究和实践,在水性涂料中建议用能解絮凝的分散剂。因为这样做的好处是:对颜填料展色性好、鲜艳度高、光泽好。但是在纯乳液体系中,我们建议选用增强电荷相斥的分散剂。如电中性胺盐、聚羧酸盐类的分散剂。现在市面上有出现一些多已内配多元醇的表面活性剂,它们的润湿性,渗透力很强。建议使用一些高分子类型与解絮凝作用的分散剂搭配使用,这样效果会更好;此外还建议在使用增稠剂的时候尽量使用一些不影响光泽、不会后增稠的增稠剂。
1.吸附于固体颗粒的表面,使凝聚的固体颗粒表面易于湿润。
2.高分子型的分散剂,在固体颗粒的表面形成吸附层,使固体颗粒表面的电荷增加,提高形成立体阻碍的颗粒间的反作用力。

将上图分解图为:

4.3.2.5分散剂的评价
涂料生产使用的颜填料都是原始初级粒子的附聚体,颜填料吸附湿气,通过水层和吸附空气的作用而黏附在一起,初级粒子通过点棱结合成附聚体—即二级粒子,二级粒子松散的结合为絮凝体,而初级粒子通过面面结合称为聚集体,聚集体是很难打开的。颜料有三个主要性质:颜填料的化学结构/晶体结构,决定了颜料的色相,色强,耐光,耐晒,耐化学性能等;颜填料的几何结构给出该粒子的比表面积,从而在粒子的吸油量,悬浮性等方面表面表面出区别于其他类粒子的性能;颜填料的表面处理,决定其分散性。润湿分散剂,溶剂,树脂等所有的物质均可吸附在颜填料粒子表面,如果溶剂等非润湿分散剂优先吸附在粒子表面,会影响颜填料的分散,为防止润湿剂与溶剂,聚合物竞争,润湿剂应在调漆前阶段加入,吸附在颜填料表面,漆制备好后添加助剂用量要在得多。
分散良好的颜填料分散体和最佳涂料性能是同义语,二者密切相关,涂料的着色力,透明度,遮盖力,表面光泽和流动性常常被用来估计颜填料的分散程度;以下三点用评价分散剂的分散能力性能。(1)降低体系粘度(2)提高体系展色性(3)改善光泽。
分散剂主要品种及供应厂商
分散剂主要品种及供应厂商
成膜助剂为乳液聚合物溶剂,可降低成膜物质的玻璃化温度和最低成膜温度,增加涂料的流动性,促进涂膜的完整性,流平性,附着性,耐洗刷性,减慢涂膜干燥时水分的蒸发速度,使涂膜边缘保持较长时间的润湿,消除涂料施工时涂刷接头。种类有苯甲醇,乙二醇,丙二醇,乙二醇乙醚,松节油,醇酯-12等,其中醇酯-12单独使用最为广泛。
4.3.3.1成膜助剂的成膜机理
成膜助剂的基本功能是降低乳液及乳胶漆的最低成膜温度,使乳胶漆能在较低温度下涂装。乳液的最低成膜温度对涂膜的硬度、玻璃化转变温度和低温涂装性能会产生重要的影响。最低成膜温度高,涂膜的硬度和光泽高,但稍低温度下不能涂装。最低成膜温度太低,低温涂装性能好,但涂膜的玻璃化温度低,高温发软回粘,不耐污染。
乳胶漆施工后,水分挥发,球形微粒靠近而相互融合形成连续的涂膜因而其成膜过程比溶剂型涂料复杂。
(1) 充填过程:施工后水分挥发,当乳胶微粒占膜层的 74 % ( 体积 ) 时,微粒相互靠近而达到密集的 充填状态。
(2) 融合过程:水分继续挥发,聚合物微粒表面吸附的保护层破坏,间隙越来越小,直至形成毛细管,发生毛细作用,毛细管压力高于聚合物微粒的抗 变力,微粒变形,最后凝集,融合成连续的涂膜。
(3) 扩散过程:水分蒸发后,助剂逐渐向涂膜扩散,聚合物分子链相互扩散,涂膜均匀化。
当施工温度低于该乳液的最低成膜温度,则在 融合过程中毛细管压力低于聚合物粒子的抗变形 力,微粒不能变形,最后不能凝集、融合成连续的涂膜,而成为粉状或颗粒状。
乳胶漆成膜除受温度影响外,还受大气中的湿 度及底材吸水性的影响.
成膜助剂又称成膜助溶剂,能够对乳液中聚合 物粒子产生溶解和溶胀作用,使粒子在较低温度下 也能够随水分的挥发产生塑性流动和弹性变形而聚 结成膜,但在成膜以后较短时间内又能挥发逸出,而不影响涂膜的玻璃化转变温度,高温涂膜不回粘。
理想的成膜助剂应符合以下要求:
(1) 成膜助剂应是聚合物的强溶剂,因而能降低 聚合物的玻璃化温度,并有很好的相溶性,否则会影响漆膜的外观光泽。
(2)在水中的溶解度小,易被乳胶微粒吸附而有 优良的聚结性能。微弱的水溶性,容易被乳胶漆其 它组分所乳化。
(3) 应具有适宜的挥发速度,在成膜前保留在聚 合物中,成膜后能完全挥发。
可以用作成膜助剂的有机溶剂有很多,成膜助剂在被采用后,将首先在水相和聚合物中 ( 有机相 ) 进行分配,其成膜效能取决于两相中的分配系数,取决于该助剂的增效性能,还取决于它的挥发速度。
1) 成膜助剂的分配系数
在聚合物及水相中,成膜助剂的浓度是平衡的:
D = Cw/ Cp
D——分配系数,Cw——水中的浓度,Cp —— 聚 合物中的浓度
当 D 值越低时,水相中所含成膜助剂越少,成 膜助剂效能才能比较显著。
试验表明,氢键作用参数高的成膜助剂在水相中含量高,如丙二醇、乙二醇在水中溶解度大,不能作成膜助剂,但可用作防冻剂及改进涂刷性。
2) 成膜助剂的增塑效应
成膜助剂可以看作聚合物的内增塑共聚单体; 成膜助剂的玻璃化温度可用来判定它对聚合物的增 塑性;增塑聚合物的玻璃化温度 ,与聚合物的及成膜助剂的玻璃化温度 具有加合性。设 V 为增塑聚合物中聚合物的体积分数,则 1- V 为增塑聚合物中成膜助剂的体积分数,则:
1 / T=V / T+(1- V) / T
以上均是绝对温度。而增塑聚合物的 与 有相应的依赖性,从而可得出成膜助剂的增塑效应,亦即降低成膜助剂 MFT 效应。
3) 助剂的挥发速度
成膜助剂在聚合物中挥发速度太快,则对成膜 无助或少助,如挥发太慢,长期存在于涂膜中,则涂膜干性差、易沾污,且硬度低、不耐擦洗。因此二者必须平衡。
成膜助剂的选择及用量,不单评估其成膜效果,而且对乳胶体系的贮存性能 ( 粘度变化及冻融稳定 性 ) 、湿膜性能 ( 流平性、抗流挂性及展色性 ) 、干膜性 能 ( 耐擦洗、耐沾污、耐气候 ) 都有影响,宜全面考核。既然成膜助剂是强溶剂,则应关注它的加人方 式,应防止局部过浓或加入太猛而形成液态凝聚而 破乳。其用量一般随高聚物的玻璃化温度高低、高聚物的组成、固体分的高低及气候条件而异。
成膜助剂的加入方法有:直接加入法;预混合加入法;预 乳化加人法;一般采用直接加人法。
4.3.3.2成膜助剂使用性能
1)成膜助剂与乳液的相容性
成膜助剂与乳液的相容性试验结果见表3。
成膜助剂与乳液的相容性
从表3中可以看出:BA、EB、PPH在6512苯丙乳液中相容性好,PPH在除纯丙乳液外的其他乳液中相容性好,但这几种成膜助剂都要缓慢滴加。否则也容易造成絮凝。对于纯丙乳液,加人此三种成膜助剂都会产生絮凝,有时可以将这几种成膜助剂与醇类溶剂混合后加到乳液中,以免造成破乳。Trexanol酯醇与我们收集到的任何一种乳液的相容性都很好,且添加方式简易,不容易造成破乳,对乳液具有普遍性。
2)对乳液粘度的影响加入成膜助剂后,乳液的粘度基本上都有所增大。
这是因为成膜助剂会软化乳液粒子,乳液粒子溶胀而变大,只要加量适当,不会影响乳液的使用。但是,由于乳液粒子的溶胀,其表面上起保护作用的表面活性剂及保护胶体的浓度相应降低.甚至被大量成膜助剂取代,而使乳液不稳定。
3)对乳液MFT的影响
成膜助剂对乳液MFT的影响见表4。从表4中可以看出:对于相容性好的乳液,要达到最低成膜温度O℃时的成膜助剂的用量,对于苯丙乳液,加入苯甲醇的用量比。Texanol酯醇小,这可能是因为相似相容原理,苯甲醇能在最大程度上软化苯丙乳液粒子,使之以较少的用量就将乳液的最低成膜温度降至0℃,但其毒性较大,对其他类型的乳液相容性也较差,必须与醇类溶剂配合使用。EB可溶于水,加到乳液中后,不易与乳液粒子接触,所以其用量相应要大些,但由于其挥发速度与水相当,甚至更快,所以对成膜不利。进而影响涂层的性能。PPH对苯丙乳液的效果好些,但由于其在水中的溶解度略大,不易与乳液粒子接触。因此,对于PPH可相容的乳液,与Texan0l酯醇效果差不多,但对十纯丙乳液或其他类型的乳液,Texanol酯醇在加入方式上比其他成膜助剂简易,且用量不大。
4)对乳液冻融稳定性的影响加入成膜助剂对乳液的冻融稳定性有一定影响,见表5。
经过5次循环以后,乳液均凝聚,其原因是成膜助剂使乳液粒子溶胀,且使保护胶体浓度相应降低的缘故,所以若用成膜助剂与乳液配制成基料再使用,就要注意不能在低温下放置贮存。
成膜助剂对乳液冷融稳定性的影响
5)对乳液贮存稳定性的影响
成膜助剂对乳液的贮存稳定性没有影响(仅针对相容性好的乳液),随着时间的推延,有些乳液的pH值略微下降,这是中和乳液时所用的氨水挥发所致。
乳胶漆成膜机理:
乳胶漆涂料的成膜分为三个过程,乳胶颗粒紧密堆积,乳胶颗粒融结、聚合物链端相互扩散。见下图。
乳胶漆成膜机理
乳胶漆涂布于基底上,涂料中挥发分(主要为水分)外蒸内吸,涂料固含量不断增加,颗粒相互接近最后达到最紧密的堆积。
干燥继续进行,覆盖于乳胶颗粒表面的吸附层被破坏,裸露的聚合物颗粒表面直接接触,在聚结溶剂的溶涨溶解作用下,颗粒软化变形融结而成连续薄膜。
乳胶颗粒融结同时和之后,聚合物表面的链端分子相互渗透、扩散,涂膜进一步均匀化。
乳胶漆成膜与天气状况关系很大,高温、大风,低湿度,低温、过度潮湿等都将导致乳胶粒子成膜不良,影响涂膜性能。
4.3.3.3成膜助剂发展趋势
成膜助剂主要用于水性涂料中。涂料用成膜助剂的环保化趋势是:( 1 )综合优化涂料配方体系,尽量减少甚至不用成膜助剂;( 2 )取缔对环境有害的成膜助剂;( 3 )采用可再生原材料生产成膜助剂。
通过配方优化而减少成膜助剂的用量
玻璃化转变温度( T g )较低的树脂具有较好的成膜性,但形成的涂膜较软,在温度升高时涂层回粘而造成涂膜易沾污,强度下降。而 T g 较高的树脂形成的涂膜具有很好的综合性能,但自身成膜性差,必须借助成膜助剂才能成膜。因此,通过优化水性涂料的配方以改善乳胶漆的成膜过程,而达到减少或者不用成膜助剂的有关研究在国内外都深受重视,目前已经取得了一定的进展。
( a )树脂在固化之前的玻璃化温度较低,通过专门技术使柔软的树脂乳液在成膜过程中发生化学交联而固化,以提高最终涂膜的硬度。采用该技术可以明显减少成膜助剂的用量。但是,目前这类技术还存在生产成本很高、涂料使用期较短、固化剂毒性较高的缺点。
( b )通过不同玻璃化转变温度的乳液的复配,在提高涂膜表面硬度的同时,又能减少成膜助剂的用量。
( c )采用专门技术合成核壳结构乳胶粒子,一般采用软链段为壳,硬链段为核。这样,软链段能够主要用于成膜而减少成膜助剂的用量。
( d )采用新技术合成自乳化水性分散体,使表面活性剂成分直接接枝在高分子链上,使水分能够部分成为树脂的溶剂而有助于涂料成膜。
( e )优化成膜助剂的组合配比,以尽量少的用量而达到更好的成膜性能。对苯丙乳液的成膜,采用亲水和亲油混合的成膜助剂比单独采用亲油成膜助剂能更有效地减少涂膜的表面缺陷。
对乙二醇醚等有害成膜助剂的限制
乙二醇醚和乙二醇酯系列产品共有 36 个品种,这些产品一度是涂料和油墨产品的主要添加剂(曾经有 63% 的这类产品用于涂料和油墨领域)。但是,研究证实乙二醇醚和乙二醇酯的很多产品能导致生物的生殖系统病变,并可能导致动物胚胎的变异,因此,从 1994 年开始,欧洲市场上已禁止向个人销售乙二醇单甲醚( EGME )、乙二醇单乙醚( EGEE )、乙二醇单甲醚乙酸酯( EGMEA )、乙二醇单乙醚乙酸酯( EGEEA )等 4 种产品。 1999 年 18 种乙二醇系列产品和 3 种丙二醇系列产品已被证实对生物体产生毒害,其中有 6 种产品被明确限制不能用于涂料中。同时,产品中如果添加有 EGME 、 EGEE 、 EGMEA 和 EGEEA ,则不能贴上“欧洲之花”环保标志。
针对上述成膜助剂对环境的影响,国外许多化工企业,相续推出了替代产品,并对替代品的环境影响进行了大量研究。
研究发现,目前大部分的乙二醇醚类替代品是以丙氧基为主要结构的醇醚类产品,而且有很多研究指出:以丙氧基醇醚为成膜助剂的涂料具有比添加乙二醇醚类产品更好的综合性能,但需要对配方作适当的调整,以满足涂料体系综合性能的要求。
在我国市场上广泛采用的建筑乳胶漆用成膜助剂为十二碳醇酯,该产品对环境的影响较小,可以在配方中广泛使用。但是,也应当看到,替代有害成膜助剂只是涂料环保化发展的第一步,许多替代品虽然生物毒性较小,但仍然对环境有害,有些产品对生物体也有刺激作用,只是生物敏感性较低而已。因此,更重要的是应当在理论和应用上获得更大的突破,以尽量减少甚至完全取消成膜助剂在涂料配方中的使用。
可再生原料生产成膜助剂技术
用植物油代替石油为原料生产有机产品是目前环保化发展的重要趋势。 1999 年报道了美国密西根分子研究所用大豆油生产醇醚类产品的研究,并研制了从溶剂、单体到树脂,甚至聚合物乳液等系列产品。
4.3.4防腐剂
涂料在储存过程中防止因微生物和酶的作用变质使用防腐防霉剂。品种有五氯酚钠,四氯间苯二甲氰,苯甲酸钠等。
4.3.4.1防腐剂的作用
涂料生产中利用生物杀菌剂来达到如下目的:
* 油漆配方中用湿漆防腐剂或罐内防腐剂(杀细菌剂和杀霉菌剂)来防止罐遭损坏
* 油漆厂内务管理(工厂卫生--防止微生物在混合容器、贮槽、管道等滋生--主要使用杀细菌剂,但也用灭藻剂和杀霉菌剂)
* 漆膜防腐剂是杀菌剂和灭藻剂,用它们来控制霉菌、霉和藻类在漆膜及可生物降解性底材上生长。
市售干漆膜防腐剂及底材用防腐剂大都为液状物或粉状物,罐内防腐剂一般为水溶性产品,多以水溶液出售,其活性组分含量低,约为1%~1.5%。表2列出罐内防腐剂和干漆膜防腐剂的主要技术要求。对于新型生物杀伤剂,一般都需要在具有代表性的使用条件下做应用试验和测试后再用于油漆配方中。
4.3.4.2防腐剂的分类
对生物杀伤剂的效力通常要考核两方面,即最低用量(或最低浓度)和防范微生物的广度。多数生物杀伤剂,特别是极有效的品种可能具有相当的毒性,其中有些产品对皮肤有刺激性。在某些情况下,油漆贮槽需要进行特别的防腐蚀处理,另一方面,在与食品相关的领域中,通常只限用低毒的活性杀伤剂。自20世纪50年代以来,不同类型的生物杀伤剂系列品种已用作水性涂料、木材制品的防腐剂和防污剂,产品品种包括:
* 汞衍生物(丁二酸十二烯酯苯汞,PMDDS)
* 含氧化锡的化合物(三-n-丁基锡,TBTO)
* 卤代衍生物(五氯苯酚钠,NaPCP)
* 甲醛和脱甲醛化合物
* 三嗪[六氢化-1,3,5-三-(乙-羟乙基)-s-三嗪]
* 异噻唑啉酮(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮,BIT;5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮,CIT等)。
由于这些生物杀伤剂会长期滞留在环境中,且杀伤效力不足,如今多数已被禁用或减少使用,并以新型产品替代,某些品种可与其它生物杀伤剂组合使用以利于扩展生物活性空间。当今发展产品的趋势是低毒、广域、安全、低剂量。
4.3.4.3防腐剂的发展趋势
涂料用防霉杀菌剂按功效来划分主要有 2 大类:( 1 )罐内防腐——主要是乳胶漆使用;( 2 )涂膜在自然环境中的防霉杀菌,如在手术室内墙使用的防菌涂料、潮湿环境防止霉菌的防霉涂料等。据统计,霉菌对涂料的破坏导致欧洲每年损失的经费达到 200~250 亿欧元。
在美国炭疽病毒事件以后,建筑涂料行业对防菌涂料的热情高涨,防霉杀菌剂在涂料中的应用再次成为业界的热点。由于环境保护的需要,如欧洲制定的第五届环保行动计划( TheFifth Environmental Action Plan )要求涂料行业尽量减少商用防霉杀菌剂的用量和种类,因此,如何减少防霉杀菌剂对环境的污染和提高杀菌效果吸引人们投入更多的精力。
( a )采用微胶囊包覆技术处理防霉杀菌剂,以均匀释放而减少环境污染和延长防霉杀菌效果。如采用硅氧结构的包覆材料能将目前用于建筑涂料的大多数防霉杀菌剂制成微胶囊产品,并在实验室证实了其涂料配方中的防霉杀菌胶囊具有良好的耐水萃取性能;
( b )采用新技术生产新型防霉杀菌颗粒,以提高其有效性和降低其使用量;
( c )采用配方技术使防霉杀菌剂仅富集在涂料表层,并根据涂料使用年限而使用添加用量的防霉剂,以尽可能减少其使用量;
( d )取缔对人体明显有害的甲醛等品种的防霉剂,取缔对人体有明显皮肤敏感性的防霉杀菌剂(如贴有 R43 标签的品种)。
4.3.5其他助剂
其他助剂包括PH调整剂,以及部分功能助剂,如防静电剂、疏水增滑剂、防锈剂等,按照对乳胶膝制造、储运、施工、涂膜的初始长久性能的影响来说,影响面较单一,配方比较简单。
防冻剂:生产好的涂料在储运中,有时会经受高低温的变化,尤其在北方。添加防冻剂提高涂料的搞冻性,添加方法:一是加入成膜助剂中的某些物质,并适当地加大其用量(一般为乳液量的3-8%)以降低水的冰点;二是使用某些离子性表面活性剂,或添加某些非离子表面活性剂,使乳液微粒带电或增大其水全半径,以电荷的相互排斥能力或空间位阻低制二醇乙醚、乙二醇丁醚醋酸酯等。
PH调整剂调整乳胶漆酸碱度的物质分为三类:不干性碱一氢氧化纳(NaOH)、碳酸氢纳(NaHCO3)、快干性碱有氨水(NH3H2O)、有机碱,AMP-95(氨基-甲基丙醇)使用最为广泛,干性适中。
4.3.6助剂的选择
助剂用量一般很少,但正确使用各类助剂对涂料的性能会产生重大影响,影响到涂料的制备,储运,施工及涂膜各项性能。涂料用助剂可以分为常规助剂,功能助剂,常规助剂有:润湿分散剂,消泡剂,增稠剂,防腐防霉剂,抗冻剂,成膜助剂等;功能助剂用量较常规的助剂用量大,如果使用得当可以使涂料在性能上产生质的飞跃,如COGNIS公司的HF-200,可以增强涂膜的手感,减少磨擦,在低PVC疏水乳胶漆中添加适量的HF-200可生产疏水效果类似荷叶状的漆膜表面,犹如在涂膜表面添加一层保护膜,提高了涂膜的耐性与抗性。
助剂的选择既要考虑正面效果,也不能忽略负面影响。分散剂的作用是分散与稳定,因而要求分散剂有很好的分散能力,缩短分散时间,节约能量,同时以保护和稳定被分散好的粒了,防止聚并返粗。但也不能忽略其对漆与涂膜所带来的负面影响,不同的润湿分散剂结构性能差别大,有些商品聚合物分散剂含有疏水基,因而会起表面活性剂的作用,易于起泡,当然也影响被分散的颜填料粒子与聚胺酯类增稠剂的交互作用,从而影响到乳胶漆的低,中剪黏度;不同润湿分散剂分散制成的乳胶漆,漆膜在白度,光泽,遮盖力,颜色的展现性等方面差异较大,表3数据表明了分散剂不同,乳胶漆在光泽和遮盖力方面的差异;润湿分散剂选择不当导致涂料浮色发花;在润湿分散方面,内墙高PVC乳胶漆存在增稠困难,不耐擦洗,干燥快,流不平等毛病,原料选择从乳液,填料,助剂三方面着手,助剂方面Hydropalat436可以将漆膜的流平级数提高2级左右,如表4数据说明了助剂在流平性方面的差异。
增稠剂调节乳胶漆的流变特性,使其有很好的储运,施工性能,同时对涂膜性能的降低要减到最小。增稠剂会影响颜料粒子的絮凝,因而不同的增稠剂具有不同的光泽潜力,一般聚胺酯类增稠剂具有最大的光泽潜力,牛顿型HASE型增稠剂在多数情况下光泽潜力赶得上聚胺酯类增稠剂,HEC的光泽潜力最小;疏水性不同的增稠剂对涂膜浮色发花影响程度不一样;增稠剂的亲水性对涂层的耐水性有一定的影响,纤维素类增稠剂对水增稠快,黏度稳定,很少有罐内储存后增稠现象,保水性好,但是保水性与涂层的耐水,耐水洗性是一对矛盾,涂料即要求有一定的保水性,保证涂料施工消泡流平,又要有一定的抗水性,选择助剂时应找准一个平衡点,DSXAS1130抗水性很好,可以与HEC配合使用。
消泡剂主要功能是脱气,消泡能力与消泡速度是评价消泡剂的主要项目,消泡剂的负面影响来自于对光泽的影响,对颜色的接受能力的影响以及对流平性影响。至于其他助剂,如防冻剂,防霉防腐剂,PH调整剂或气味调整剂,成膜助剂等比较简单,不用费心挑选。
助剂选择时,要综合考虑,使原材料的性能充分发挥出来,助剂选择不当会影响到涂膜某些性能,使涂膜性能降低,从而导致原材料性能部分被浪费,关于这一点,涂膜浸水起泡脱落,不耐擦洗方面表现尤为明显。表5数据表明不同分散剂对涂膜耐性的影响以及功能助剂对耐性的提高。
分散剂对乳胶漆性能影响
注:HD-5040为COGNIS助剂;PK-5040,DA为国产。实验体系所用钛白:广西BA01-01,PVC=26%,分散剂用量为0.46%BA01-01(S/S),色浆CPS(dawn)酞青蓝15:3,BH2、碳黑CH2。
表面活性剂(Hydropalat306/436)延长漆膜干燥增加流平作用,分散剂对乳胶漆耐性、展色性的影响以及HF-200改善涂膜耐性
分散剂对乳胶漆耐性、展色性的影响以及HF-200改善涂膜耐性
附录1涂料助剂专业技术术语及解释
1.湿边扩展剂 Wet Ekge Extenders
湿边扩展剂可以使涂料在施工过程中漆膜保持湿态,它可以使漆膜交迭在一起。这主要是通过在涂料中加入乙二醇、乙二醇醚类化合物、聚氧化乙烯乙二醇和一些增稠剂来控制水的挥发速度实现。通常情况下是在涂料体系中加入一些助剂来实现。一些含有较高水份的颜料也可以使漆膜保持湿态。
2.防粘连剂 Anti-blocking Agent
防粘连是指防止漆膜在适度的压力下或一定的压力、温度、湿度条件下以及在生产、储存、使用过程中产生不必要的粘连或粘结在一起。肯有甲醇官能团的有机硅聚醚共聚物除具有流平和润湿功能外,还具有耐磨损、防粘连的功能。具有甲基丙烯酸酯官能团的有机硅类聚醚共聚物在紫外光固化涂料体系中使漆膜保持滑爽、耐磨及抗粘连。
含氟化合物助剂可以加入到涂料配方中,经常最后加入,它可以迁移到空气界面,在需要的时候,给涂层提供保护,而助不影响重涂性。含有此类助剂的涂料一般包括半光或高光的建筑乳胶漆,主要用于门窗的修饰及适用于运输被堆积的部位。石蜡可以降低粘连,因此可以阴止被接触表面不必要的粘附。这对于被涂装、干燥、堆积起来储存或运输的材料来说非常重要。石蜡可以用于任何涂料体系以增强涂层的耐磨损和滑爽性。在水性和溶剂型金属涂料体系中,可以增强漆膜的润滑性和耐磨性。
3.闪锈抑制剂 Flash Rust Inhibitors
闪锈抑制剂可以阴止被水性涂料涂覆的易氧化的金属的表面闪锈的生。一般在漆膜干燥前,通常会在金属表面产生圆形的锈斑,为了抑制闪锈的生成,PH值的控制是非常重要的,还可以使用闪锈抑制剂。少量的抑制剂就可以抑制或阻止闪锈的生成。胺类物质如吗啉和AMP也可有助于抑制闪锈的生成。
4.防缩孔剂 Anti-cratering Agent
防缩孔剂主要是用于阴止漆膜上有如碗状凹陷的形成。基材表面微小区域的污染物使表面张力减低,在表面产生表面能梯度,从而使涂料流不平,致使涂膜表面产生缩边、鱼眼等表面缺陷。由表面能梯度引起的相关现象有发花、贝纳德旋涡、橘皮、缩边等。一般上述缺陷主要由涂料从表面能低的地方向对表面能高的地方流动引起的。各种表面助剂会减轻或解决这类问题。但是,氟化合物表面助剂在这方面非常有效。
5.防蠕变剂Anti-crawling Agent
防蠕变剂可以阻止湿的涂料从被污的小块区域倒流,避免使被污的表面的涂膜很 薄或使有示被涂到的表面。
6.催化剂 Catalyst
催化剂可以提高化学反应的速率,但其本身在反应中并不被消耗也不发生变化的物质。催化剂的成分随着化学反应的类型而改变。催化剂可以催化许多交联成膜反应,例如,催化剂催化蜜胺树脂体系、聚氨酯体系和环氧树脂体系。可以在一些涂料体系中用作催化剂,其它一些体系可以用一些典型的路易斯酸类金属催化剂和路易斯缄类季氨盐催化剂。
酸类催化剂可以用来催化交联树脂和基体树脂之间的反应,如果交联的好,最后交联得到的膜的性能将有很大的提高。通过交联,树脂的分子量得到提高,从而漆膜的耐化学性、耐湿度、耐洗涤性、耐腐蚀性得到提高,同时提高了漆膜的柔韧性和硬度。
涂料配方工程师在选择体系的催化剂时,必须考虑到交联剂、固化温度和时间、体系的PH值以及涂料的性能等因素。同时必须遵循原材料供应商所提供的技术指导。二月桂酸丁基锡和双乙酸酯二丁基锡是聚氨酯涂料体系中异氰酸酯和羟基固化的典型的催化剂,一些铋类、铝类、锆类非锡类化合物也可以作为催化剂,催化此类反应,非锡类催化剂较有机锡类催化更为环保,并且有以下优点:有较快的固化速度、胶化时间变长、在电泳涂料体系中提高催化效率以及可以降低聚酯树脂的水解。如果涂料体系中含有水、树脂的酸值较高以及颜料中含有水分容易使催化剂失活。
7.防发花剂 Anti-float Agent
防发花剂加入到含有单一或多种颜料的涂料体系中,可以阻止单一或多种颜料的 相互分离中,从而可以避免最终涂膜产生条纹或斑点。如果颜料的粒径变化范围较 宽,则即使只含有一种颜料漆膜也会有发花的效果。
8.防浮色剂 Anti-flooding Agent
防浮色剂加入到含有多种颜料的涂料体系中,可以阻止颜料在分散和干燥过程中 在涂膜表面的分散和聚集。
在涂料工业中浮色和发花经常相互使用,但是他们是由不同的运动而引起的现象。两种现象都存在与液态涂料体系中,一些人认为浮色是由颜料水平方向的运动引起的,而发花是由颜料垂直方向的分离引起的。还有一些人认为发花是漆膜表面的问题,而浮色是漆膜表面以下的问题。这些术语并没有标准化,他们都是由于颜料在干燥过程中不均匀分布的结果。也有一些人用发花来描述漆膜表面的斑点效果,用浮色来描述漆膜表面具有同一种颜色但是颜色深浅不同。
9.消泡剂 Anti-foaming Agent
消泡剂主要用于涂料生产中以阻止泡沫的形成,或加入到混合物中破坏泡沫的稳定,作为泡沫的破坏者,破坏泡沫的生成。通常,消泡剂是特定各种成分的混合物例如,矿物油、有机固体分、表面活性化合物;脂肪油、表面活性剂、硅烷衍生物;洒精、硅烷衍生物、表面活性化合物;酯类化合物、矿物油、硅烷衍生物等。上述混合物配合可以解决以下问题:快速破泡与长久抑泡相结合用于乳胶漆的生产和使用;在气提过程中防止空气的卷入或有助于空气的释放;在建筑涂料滚涂施工过程中抑制泡沫的产生;在乳胶漆涂料滚涂施工过程中有助于产生的泡沫破泡;在气提塔和闪蒸釜中,阻止空气的卷入。
由于消泡剂产品很多,用途也很广泛,因此,客记要选择好供应商,听取供应商的建议,及阅读产品使用说明,这样可以有效解决问题。
10.防污剂 Antifouling Agents
防污剂是防止船舶外壳的水下部位免受海洋环境的危害。防污漆是用于保坊船舶外壳的底部免受海生物的粘附,这些海生物使般的外表面粗糟(使船前进变慢,消耗更多的没恶意),同时增加船的重量,因此,影响航行的安全。锡化合物防污剂可以防止海藻、藤壶粘附在船底,但是其对其它海生物有影响。许多年来在海泮工业界,三丁基锡化合物和氧化亚铜一直是防止海藻、藤壶等海洋生物粘附船底的有效防污体系。但是三丁基锡化合物会毒宁其它海洋生物,同时其寿命较长,长期积累危害环境,现已禁止使用。
现在一些氧化亚铜与抗微生物剂防污体系正在代替三丁基锡化合物防污体系。这些包括二巯基吡啶氧化铜或氧化锌化合物和异噻唑啉酮类化合物。所有这些微生物类防污剂在日本已成功使用许多年。氧化亚酮是一种杀菌剂,它可以阻止海洋微生物例如藤壶、苔贝等粘附,因此,在防污漆中是非常有效的组分。它通常和其它抗微生物剂合用已增强油漆的性能和防止海藻、矿泥的粘附。海藻类微生物剂的使用降低了海藻、海草对涂层表面的粘附。般舶漆公司现在能够提供与含锡防污漆性能相同的产品。
许多般舶一般每三年或不到三年重涂一次。随着国际海事组织决定禁止使用有机锡类防污体系,般舶漆公司投入大量的工作开发一种新的防污漆。主要目标是寻找一种可以再生、天然的、对人类和环境比较友好的原料。尽管一些新的技术前景较好,但是还没有被广泛使用。
11.防冻剂 Anti-freezing Agent
防冻剂是阻止涂料在融动条件下冻结或损坏。
12.防肝化剂 Anti-livering Agent
防肝化剂通常可以阻止颜基料涂料体系粘度连续不可恢复的增加,这种粘度的增加通常是由于基料和颜料之间相互作用,树脂的聚合反应。
肝化是颜基涂料体系发生的缓慢的、不可逆的粘度增加的变化。它通常是由基体和颜料或其它固体、被分散颜料之间发生强烈的相互作用。但是,它也有可能是由于基体发生缓慢的聚合反应。肝化通常被认为好似以前找开存放的油漆表面覆盖的一层厚皮。
13.抗氧化剂 Antioxidant
抗氧剂可以阻止易氧化的物质发生氧化反应。抗氧剂可以提高涂料的寿命,使涂料尽可能保持其初始的高性能。涂料、胶粘剂,密封剂或油墨中的组分在生产,储存,运输,运用以及最终使用过程中都有可能被氧化而降解。降解几乎总是由于氧化或紫外辐射,氧化主要是由于氧气或臭氧引起的,它可以在室温或高温条伯下发生。在升高温度的条件下抗氧剂可以降低热氧化和过氧自由基的形成,而过氧自由基可以导致有颜色基团的生成或使涂料性能方面变差。对于粉末涂料,抗氧剂可以降低树脂的热降解,热降解使涂料变黄,并且降低漆膜的力学性能和化学性能。
通常受阻酚类化合物作为主抗氧剂来使用,有机磷酸酯类有时作为辅助抗氧剂使用。受阻酚类抗氧剂是自由基的有效淬灭剂,但是,在燃烧性气体存在的条件下,抗氧剂易变成红色。亚磷酸酯类抗氧剂可以作为氢过氧化物的分解剂,在高温或固化条件下,保护涂料不受氧化。内酯类化合物抗氧剂是碳或氧自由基的淬灭剂,可以抑制自动氧化的发生。高性能的不含酚的复合型的抗氧剂,将亚磷酸酯类和内酯类复合,可以产生协同作用,即将不同种类的抗氧剂复合,可以同时满足热量和加工过程中的要求。
附录2原材料的部分术语浅析
原材料的质量指标中,经常会遇到一些术语,准确理解它的含义,有助于更好地掌握原材料的性能。现列出部分常用的名词术语。

1密度与相对密度Density and relative density
密度是指物质单位体积内所含的质量,简言之是质量与体积之比,其单位是百万克/米3(Mg/m3)或千克/米3(kg/m3)或克/厘米3(g/cm3)。相对密度亦称密度之比,是指物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比,或者是说一定体积的物质在t1温度下的质量与等体积参考物质在t2。温度下的质量之比。常用的参考物质为蒸馏水,并用Dt1/t2或t1/t2表示,为无因次量。
2.熔点与凝固点 Melting point and Freezing point
物质在其蒸气压下液态—固态达到平衡时的温度称为熔点或凝固点。这是由于固体中原子或离子的有规则排列因温度上升,热运动变得杂乱而活化,形成不规则排列的液体的一种现象,相反的过程即为凝固。对于液体变为固体时的温度常称为凝固点或冰点,与熔点不同之处在于放出热量而不是吸收热量。其实物质的熔点和凝固点是一致的。
3.熔点范围Melting range
系指用毛细管法所测定的从该物质开始熔化至全部熔化的温度范围。
4结晶点Crystal point
系指液体在冷却过程中,由液态转变为固态的相变温度。
5倾点Pour point
表示液体石油产品性质的指标之一。系指样品在标准条件下冷却至开始停止流动的温度,也就是样品冷却时还能倾注时的最低温度。
6沸点Boiling point
液体受热发生沸腾而变成气体时的温度。或者说是液体和它的蒸气处于平衡状态时的温度。一般来说,沸点越低,挥发性越大。
7沸程Boiling range
在标准状态下(1013.25hPa,0℃),在产品标准规定的温度范围内的馏出体积。
8升华Sublimation
固态(结晶)物质不经过液态而直接转变为气态的现象。如冰、碘、硫、萘、樟脑、氯化汞等都可在不同的温度下升华。
9蒸发速度Vaporizing velocity
蒸发是指液体表面发生的气化现象。蒸发速度亦称挥发速度,一般用溶剂的沸点高低来判断,决定蒸发速度的根本因素是溶剂在该温度下的蒸气压,其次是溶剂的分子量。
10蒸气压Vapor pressure
蒸气压是饱和蒸气压的简称。在一定温度下,液体与其蒸气达到平衡,此时的平衡压力仅因液体的性质和温度而改变,称为该液体在该温度下的饱和蒸气压。
11共沸Azeotrope
两种(或几种)液体形成的恒沸点混合物称为共沸混合物,是指处于平衡状态下,气相和液相组成完全相同时的混合溶液。对应的温度称为共沸温度或共沸点。
12折射率Refractive index
折射率是表示光在两种不同(各向同性)介质中光速比值的物理量。光的速度因介质不同而异,当光从一种透明介质进入密度相异的另一种透明介质时,由于速度改变,在其进行方向上发生改变,故称为折射。光入射角的正弦与折射角的正弦比,或光线通过真空时与通过介质时的速度比,就是折射率。一般表示的折射率n是指光由空气进入任一介质的数值。通常所指的折射率是采用钠黄光(D线),在tC测定的,故用ntD表示,如在20℃时测定的,则为n20D。
13闪点Flashing point
闪点又称燃闪点,表示可燃性液体性质的指标之一。是指可燃性液体加热到其液体表面上的蒸气压和空气的混合物与火焰接触发生闪火时的最低温度。闪燃通常为淡蓝色火花,一闪即灭,不能继续燃烧。闪燃往往是发生火灾的先兆。测定闪点有开口杯法和闭口杯法,一般前者用于测定高闪点液体,后者用于测定低闪点液体。
14燃点Ignition point
燃点又称着火点,表示可燃性液体性质的指标之一。是指可燃性液体加热到其表面上的蒸气与空气混合物与火焰接触立即着火仍能继续燃烧的最低温度。易燃液体的燃点高于闪点1~5℃。闪点愈低,燃点与闪点之间差别愈小。
15自燃点Spontaneous ignition point
可燃性物质在没有接触明火就能引起着火的最低温度,称为自燃点。自燃点越低,着火的危险性越大。同一物质的自燃点随压力、浓度、散热等条件及测试方法不同而异。
16爆炸极限Explosive limits
可燃气体,可燃液体的蒸气或可燃固体的粉尘在一定的温度、压力下与空气或氧混合达到一定的浓度范围时,遇到火源就会发生爆炸。这一定的浓度范围,称作爆炸极限或燃烧极限。如果混合物的组成不在这一定的范围内,则供给能量再大,也不会着火。蒸气或粉尘与空气混合并达到一定的浓度范围,遇到火源就会燃烧或爆炸的最低浓度称为爆炸下限;最高浓度称为爆炸上限。爆炸极限通常以蒸气在混合物的体积百分数表示,即%(vol);粉尘则以mg/m3浓度表示。如果浓度低于爆炸下限,虽然明火也不致爆炸或燃烧,因为此时空气占的比例很大,可燃蒸气和粉尘浓度不高;如果浓度高于爆炸上限,虽会有大量的可燃物质,但缺少助燃的氧气,在没有空气补充的情况下,即使遇明火,一时也不会爆炸。易燃性溶剂都有一定的爆炸范围,爆炸范围越宽,危险性越大。
17粘度Viscosity
粘度为流体(液体或气体)在流动中所产生的内部摩擦阻力,其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。一般是动力粘度的简称,其单位是帕?秒(Pa?s)或毫帕?秒(mPa?s)。粘度分为动力粘度、运动粘度、相对粘度,三者有区别,不能混淆。粘度还可用涂—4或涂—1杯测定,其单位为秒(s)。
18门尼粘度Mooney viscosity
门尼粘度又称转动(门尼) 粘度,是用门尼粘度计测定的数值,基本上可以反映合成橡胶的聚合度与分子量。按照GB 1232标准规定,转动(门尼)粘度以符号Z100℃ 1+4 表示。其中Z——转动粘度值;1——预热时间为1min;4——转动时间为4min;100℃——试验温度为100℃,习惯上常以ML100℃ 1+4 表示门尼粘度。
19溶解度Solubility
在一定的温度和压力下,物质在一定量的给定溶剂中溶解的最大量称为溶解度。固体或液体物质的溶解度,一般用100g溶剂中能够溶解物质的克数表示。气体溶质的溶解度常用每升溶剂中所溶解气体的毫升数表示。
20溶解度参数Solubility parameter
溶解度参数还称为溶度参数,是分子间作用力的一种量度。使分子聚集在一起的作用能称为内聚能。单位体积的内聚能叫做内聚能密度(CED)、CED的平方根(CED)1/2定义为溶解度参数,代号为δ或SP。
21表面张力和表面能Surface tension and surface energy
液体内部分子的吸引力使表面上的分子处于向内一种力作用下,这种力使液体尽量缩小其表面积而形成平行于表面的力,称为表面张力。或者说是液体表面相邻两部分间单位长度内的相互牵引力,它是分子力的一种表现。表面张力的单位是N/m。表面张力的大小与液体的性质、纯度和温度有关。表面张力乘表面的面积即为表面能。表面张力越大,表面积越大,所具有的表面能也越大。
22比热容Specific heat capacity
每公斤物质温度升高1K时所需吸收的热量称为比热容,单位是kJ/(kg?K)。在压强不变的情况下,温度升高1K时所吸收的热量称为定压比热容。
23热导率Thermal conductivity
热导率过去称为导热系数或热传导系数,反映物质的热传导能力。即在物体内部垂直于导热方向取两个相距1cm,面积为1cm2的平行平面,如果在这两个平面温度相差1K,则在ls内从一个平面传导到另一平面的热量就规定为该物质的热导率,其单位为W/(m?K)。
24水分()Water content
物质中所含的水分,但不包括结晶水和缔合水。通常用试样原质量与试样失水后质量百分数表示。
25吸水性Water absorption
是物质吸水程度的量度。系指在一定的温度下把物质在水中浸泡一定时间所增加的质量百分数。
26灰分Ash
灰分亦称灼烧残渣,系指经蒸发及灼烧后,其矿物成分形成的氧化物及盐类的残留物,用百分含量表示。
27针入度Needle penetration
针入度是以标准针在一定的荷重、时间及温度条件下垂直穿入沥青试样的深度来表示,单位为1/10mm。非经另行规定,标准针、针连杆与附加砝码的合重为100±0.1g,温度25℃,时间为5s。针入度愈大表示愈软,即稠度愈小;反之则表示愈硬,即稠度愈大。
28硬度Hardness
硬度是材料对压印、刮痕等外力的抵抗能力。根据试验方法不同有邵氏(Shore)硬度、布氏(Brinell)硬度、洛氏(Rockwell)硬度、莫氏(Mohs)硬度、巴氏(Barcol)硬度、维氏(Vichers)硬度等。硬度的数值与硬度计类型有关,在常用的硬度计中,邵氏硬度计结构简单,适于生产检验。邵氏硬度计可分为A型、C型、D型,A型用于测量软质橡胶,C和D型用于测量半硬和硬质橡胶。
29苯胺点Aniline point;A.P.
苯胺点是等体积的石油烷烃与苯胺相互溶解时的最低温度,用以表示链烷烃类饱和烃的含量。苯胺点的高低与化学组成有关,苯胺点愈高,烷烃含量愈多;苯胺点愈低,芳烃含量愈多。
30体积电阻率Volume resistivity
也叫体积电阻、体积电阻系数,是表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要指标。表示1cm3电介质对泄漏电流的电阻,单位是Ω?m或Ω?cm。体积电阻率愈大,绝缘性能愈好。
31吸油量Oil absorption
一定质量颜(填)料的颗粒绝对表面被油完全浸湿时所需油料的数量。
32酸值Acid value
酸值又称酸值,它表示有机物质的一种指标,是中和1g有机物质的不挥发物中游离酸所需氢氧化钾(KOH)的毫克数,即mgKOH/g。
33羟值Hydroxyl value
1g样品中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数,以mgKOH/g表示
34碘值Iodine value
表示有机物质不饱和程度的一种指标。是1g样品所能吸收碘的质量百分数。不饱和程度愈高,碘值愈大。
35环氧值Epoxy value
环氧值是表示100g环氧树脂中含有环氧基的当量数,即 。环氧值愈大,分子量愈小,粘度愈低。
36环氧当量Epoxy equivalent
环氧当量表示每一环氧基团相应的树脂的分子量。
37HLB值HLB value
HLB为亲水亲油平衡(Hydrophile—Lipophile—Balance)的缩写,用以衡量表面活性剂分子中极性基、非极性基两部分的相对强度。若极性基团愈强,其HLB值就大,亲水性愈强;若非极性基团愈长,其HLB值就小,亲水性愈差。
38临界胶束浓度Critical micell concentration
临界胶束浓度,也有称临界胶团浓度,简称CMC。乳化剂溶液性质发生突变的浓度范围,称为乳化剂的临界胶束浓度。乳液体系在达到临界胶束浓度后,许多个乳化剂分子聚集起来形成胶束。CMC的单位是mol/L。
39波美度Degree Baum′e
采用玻璃管式浮计中的一种特殊分度方式的波美计所给出的值称为波美度,符号为°B′e。用于间接地给出液体的密度。
40固体含量Solid content
固体含量又称不挥发物含量、总固含量(TS),表示试样在一定温度下加热后剩余物质量与试样质量的比值,以百分数表示。
41表面活性剂Surface—active agent
又称界面活性剂,能显著地改变液体表面张力或二相界面张力的物质。或者说能强烈地吸附在其他物质的表面或聚集于溶液的表面,降低液体或固体表面张力的物质。
42相对湿度Relative humitity
表示湿度的一种方法,是在相同条件(同温同压)下,绝对湿度与饱和绝对湿度之比,即在相同条件下,空气(或其他气体)中实际所含水蒸气的质量与饱和水蒸气质量之比。一般以百分数表示。
43表观密度Apparent density
曾称为堆密度、松密度、假密度、貌视密度,表示单位体积(包括空隙在内)物质的质量。
44同分异构体Isomer
化合物有相同的分子式,但有不同的结构和性质的现象称为同分异构。能发生同分异构现象的化合物叫做同分异构体,简称异构体。
45相对分子质量Relative molecular mass
简称分子量,是指物质的分子或特定单位的平均质量与核素10 6 C原子质量的(1/12)之比,符号为Mr。
46数均分子量Number average molecular weight
聚合物是由化学组成相同而聚合度不等的同系混合物组成的,即由分子链长度不同的高聚物混合组成。通常采用平均数分子量表征分子的大小。按分子数目统计平均,则称为数均分子量,符号为(ˉMn)。
47聚合度Degree of polymerization
组成聚合物分子链的链节数目称为聚合度,代号为n或DP,可作为聚合物分子量大小的量度。
48分子量分布Molecular weight distribution
高分子由于大小不一,除了分子量具有统计特性,还有多分散性,即分子量分布。相同的平均分子量会有不同的分子量分布,表现出不同的性能。
49均聚物Homopolymer
由同一单体聚合成以一种链节重复构成的聚合物,称为均聚物。
50共聚物Copolymer
由两种或两种以上单体或单体与聚合物间进行聚合生成的聚合物,称为共聚物,它分为嵌段共聚物、无规共聚物、有规共聚物、接枝共聚物等。
51接枝共聚物Graft copolymer
聚合物主链的某些原子上接有与主链化学结构不同的聚合物链段的侧链的一种共聚物,称为接枝共聚物,如接枝氯丁橡胶、SBS接枝共聚物。
52预聚物Prepolymer
聚合度介于单体与最终聚合物之间的一种分子量较低(1500以下)的聚合物,也称为低聚物、齐聚物(Oligmer),是由少数链节组成的聚合物,如二聚体、三聚体、四聚体,或这些低聚物的混合物。
53玻璃化温度Glass transition temperature
无定形或半结晶聚合物从粘流态或高弹态向玻璃态转变(或相反的转变)的较窄温度范围的近似中点,称为玻璃化温度,通常以Tg表示,是耐热性的一个指标。
54脆化温度Brittle temperature
聚合物低温性能的一种量度,以具有一定能量的冲锤冲击试样时,当试样开裂概率达到50%时的温度,称为脆化温度,也叫脆折点。
55热变形温度Heat deflection temperature under load
聚合物耐热性的一种量度,是将聚合物试样浸在一种等速升温的适宜传热介质中,在简支梁式的静弯曲负荷作用下,测出试样弯曲变形达到规定值时的温度,即为热变形温度,简称HDT。
56最低成膜温度Minimum filming temperature
合成乳液体系形成连续胶膜的最低温度,称最低成膜温度,简称MFT。
57软化点Softening point
在聚合物试样上,以一定形式施以一定负荷,并按规定升温速率加热到试样变形达到规定值的温度,即为软化点。
58马丁耐热试验Marten’s test
评价材料高温变形趋势的一种方法。在加热炉内,使试样承受一定的弯曲应力,并按一定速率升温,试样受热自由端产生规定偏斜量的温度,称为马丁温度。
59维卡软化点试验Vicat softening point test
评价热塑性塑料高温变形趋势的一种方法。是在等速升温条件下,用一根带有规定负荷、截面积为1mm2的平顶针放在试样上,当平顶针刺入试样1mm时的温度,即为测得的维卡软化温度。
60熔体指数Melt index
熔体指数简称MI,是反映热塑性树脂熔体流动特性及分子量大小的指标,在一定的温度和负荷下,其熔体在10min内通过标准毛细管的质量值,以g/10min表示。
61应力松弛Stress relaxation
形变固定,应力随作用时间延长而衰减的现象叫应力松弛。
62蠕变Creep
当应力保持恒定时,形变随时间而变化的现象叫蠕变。
63收缩率Shrinkage ration
定义为收缩量与收缩前尺寸之比的百分数,收缩量则为收缩前后尺寸之差。
64内应力Internal stress
在没有外力存在下,胶层(材料)内部由于存在缺陷、温度变化、溶剂作用等原因所产生的应力。
65拉伸强度Tensile strength
拉伸强度是试样拉伸至断裂时的最大拉伸应力。这一常用术语过去很不统一,有称扯断力、扯断强度、抗张力、抗张强度,又有强力,强度之称。按照GB 6039—85标准规定,统一称其为拉伸强度,单位为MPa。
66剪切强度Shear strength
曾称抗剪强度,是指单位粘接面积上能够承受平行于粘接面积的最大载荷,常用的单位为MPa。
67剥离强度Peel strength
曾称抗剥强度,是指每单位宽度所能承受的最大破坏载荷,是衡量线受力能力的,单位为kN/m。
68比强度Specific strength
材料拉伸强度与其密度之比称为比强度。
69伸长率Elongation
试样在拉力作用下长度的增加,以原长的百分数表示。
70溶胀Swelling
高聚物吸收溶剂分子而发生体积膨胀的现象,称为溶胀。溶胀又分为有限溶胀和无限溶胀,无限溶胀即是溶解。
71乳化Emulsion
在乳化剂存在下,使一种难溶的液体,分散于另一种液体的现象叫乳化。
72糊化Gelatinization
淀粉类物质与水在一定温度下变成具有粘性的半透明凝胶或糊状体的现象。
73相容性Compatibility
两种或两种以上物质混合时,不产生排斥分离现象的能力。
74塑炼Mastication
塑炼又称素炼、轧炼,是指生胶在机械力、热和氧等作用下,从强韧的弹性状态转变为柔软且具有塑性的状态,亦即增加其可塑性(流动性)的工艺过程称为塑炼,塑炼的实质是降低分子量、降低粘度、降低粘流温度。塑炼过的生胶称为塑炼胶。
75混炼Milling
混炼是将塑炼胶或具有一定可塑性的生胶与各种配合剂经机械作用使之均匀混合的工艺过程。混炼后得到的混炼胶的质量,对配制胶粘剂的性能有很大影响。
76硫化Valcanization
硫化是橡胶与硫磺和促进剂等在一定的温度、压力下,使橡胶大分子链发生交联反应的过程,也就是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。广义地说,硫化是指胶料经过化学或物理方法处理后,使橡胶大分子通过交联从线型转变为网状结构,从而改善橡胶的物理机械性能和化学性能的工艺过程。
77交联Crosslinking
系指线型聚合物分子主链间的化学键合。
78焦烧Scorching
焦烧是指橡胶胶料在加工过程中产生的早期硫化现象。为了避免烧焦的危险,可添加防焦剂,如氯丁橡胶混炼时加入的醋酸钠。
79耐油性Oil resistance
材料抵抗油类引起的溶胀、溶解、开裂、变形或物理性能降低的能力。
80耐溶剂性Solvent resistance
抵抗溶剂引起的溶胀、溶解、龟裂或形变的能力。
81耐化学性Chemical resistance
耐酸、碱、盐、溶剂和其他化学物质的能力。
82耐水性Water resistance
材料经水或湿气作用后仍能保持其物理化学性质的能力。
83耐燃性Flame resistance
材料接触火焰时,抵制燃烧或离开火焰时阻碍继续燃烧的能力。
84耐候性Weatherability
材料曝露在日光、冷热、风雨等气候条件下的耐受性。
85耐久性Permanence
耐久性亦称稳定性和使用寿命。即是在外力的环境因素的共同作用下,长期保持其性能的能力。
86老化Aging
在加工、贮存和使用过程中,由于受到外界因素(热、光、氧、水、射线、机械力和化学介质等)的作用,发生一系列物理或化学变化,使高分子材料交联变脆、裂解发粘、变色龟裂、粗糙起泡、表面粉化、分层剥落、性能逐渐变坏,以至丧失力学性能不能使用,这种变化的现象叫老化。
87半数致死量Lethal dose
半数致死量是衡量毒害品毒性大小的一个重要数据。将毒物给一些动物(如鼠、兔等)口服或注射,能使一半动物死亡的剂量,称为半数致死量,简写为LD50,以mg/kg表示。半数致死量愈小,毒性愈大,LD50超过5000mg/kg的可视为无毒。
86最高容许浓度Maxium allowable concentration
为预防化学物质引起人身急性或慢性中毒,各国政府都规定了工作场所的空气中所含的有毒蒸气或粉尘不应超过的数值,称为最高容许浓度,简称MAC,通常以mg/m3或ppm表示。ppm与mg/m3的换算关系:mg/m3= ppm× (22.45为25℃,101.3kPa时1mol气体体积)。
89贮存期Storage life;shelf life
性能变化的物料,在一定的条件下存放时,仍保持其可用性能的最长时间.
90针入度
比测定蒸发损失后样品的针入度与原针入度之比乘以100之后,所得的百分比。

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