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涂料浮色发花的主要因素及解决方案

涂料的浮色

在涂料生产和施工过程中常常碰见浮色发花问题,涂料出现浮色发花时,颜色与标准板产生色差,调色变得很困难,既浪费颜料又调色不准,同时涂料的开罐效果很差,且涂料干燥后施工涂膜颜色偏离并难以涂成均匀一致。
发花属颜料动态分离现象之一:颜料在水平方向发生分离障碍以致涂膜颜色不均而出现发花。浮色是颜色在垂直方向上发生变化,涂料在储存,成膜和干燥过程中一种或多种颜料发生分离,一种颜料浮到表面,另一种颜料原位不动或是沉到底部,而导致颜色不均匀的现象。

浮色与发花的观测

罐内静态浮色:色漆分散均匀  后在贮罐内静置一段时间后,罐内出现的一种或多种颜料分离出来浮现在表面的现象,例如储存一段时间后,开罐后看到罐内表面浮现黑色,酞菁蓝或白色等现象。涂膜动态浮色:涂膜干燥过程中颜料粒子发生分离的现象称为动态浮色。动态浮色的颜料分离分两种情况:一种是涂膜发花表面颜色不均,用肉眼可以直接观察到。

另一种是涂膜表面颜色均一,但是表层与底层颜色有差异。用手指揉展来鉴别浮色(也叫做指研法),首先将涂料倾倒或涂布在玻璃板或黑白卡纸上,在流平片刻后,将手指揉磨直到涂膜开始变得粘稠,颜料粒子不再迁移分离,如果涂料存在浮色,未揉磨的表面与揉磨后的表面在色相上存在差异。主要原因是揉磨过程中颜料容易分离而出现丝状条纹,涂膜干燥后表面会出现棱角涡流花纹,产生颜色变化。

引起浮色与发花的因素:

涂料的浮色发花因素很多,颜填料粒径差别太大、体系中各物质的表面张力差、以及各物质的亲水亲油平衡值(HLB)、乳液与色浆的兼容性等对  浮色发花造成较大影响。 

1 颜填料粒子的粒径对涂料浮色发花的影响 

2 表面张力差对涂料浮色发花的影响 

3 体系之间的相溶性

4 亲水亲油平衡值对浮色发花的影响 
以上诸多原因,可以通过以下方法来解决

(1) 通过选择聚合物与颜料之间的相容性或匹配性可以解决浮色发花。但是配方设计上受到一定的限制,且不是从根本上解决浮色。选用适宜的润湿分散剂,调节粒子表面性质,调节其运动平衡性,才是控制浮色的最好方法。  润湿分散剂吸附在颜料粒子表面可以改善颜料粒子表面性质,改善展色性,改善或控制浮色现象。常用的润湿分散剂有离子型:阴离子、阳离子、非离子型、多官能团型。润湿分散剂吸附在颜料粒子表面吸附,改变颜料表面的极性,分解改变颜料表面的结构,调节主成膜物质:聚合物与颜料粒子之间的亲和力。

(2) 不管何种原因引起有色颜料絮凝、浮白、颜料絮凝浮色,都可使用润湿分散剂来解絮凝,改善粒子表面性质预防或控制浮色,在控制浮色过程中几种浮色现象可以相互转变。如水性涂料体系中涂膜出现色浆絮凝浮白色,基础漆制备添加亲油的低极性的助剂改性钛白粒子,或将润湿分散剂添加在色浆中,改性色浆颜料粒子,抗浮色助剂可以抗涂膜浮白色。

(3)某些体系中在成品漆中添加阴离子型润湿分散剂,吸附在炭黑或有机紫颜料粒子表面,改善了颜料粒子表面性质,增强了极性, 这些无极性弱极性粒子具有与白粒子—样的极性,与聚合物具有同样程度的吸附絮凝,因而在涂膜干燥中运动能力相当,控制了浮色。选用强力降低表  面张力的表面活性剂,常用有机硅表面活性剂,使其在涂膜干燥过程中迁移到表面形成单一的分子膜,平衡表面张力而控制发花;但是浮色有可能依然存在。(4)解决絮凝发花或浮色还可以添加一些可生成触变结构的添加剂,使在漆膜中形成一种网络的结构,阻止颜料分离和流动,控制颜料絮凝、沉降和贝纳德旋窝流动,减轻浮色发花现象,但是使用增绸剂有可能会影响体系和施工粘度,体系的pH值也需要控制得当。

具体操作

1.颜料色浆是否絮凝,用刮板细度计检查,小于20um。2.若出现絮凝/指研颜色加深,则在涂料加入非离子型的润湿剂,或阴离子型润湿剂,此时前添加或后添加往往均有成效。3.若出现浮白,则考虑在白漆中加入非离子型的润湿剂,此时要涂料生产时前添加,后添加往往无效。4.若出现浮色/影响开罐效果,则考虑在涂料中加入阴离子型润湿剂,此时同样也是要前添加。5.如发现泡沫浮色,可能是消泡剂(矿物油)带上的,此时适当选用硅酮;类消泡剂。6.增稠剂品种与数量搭配,缔合型增稠剂使体系形成网络,不易产生罐内浮色,尤其是深色外墙漆乳液用量大的情况下;但在使用碳黑色浆时,使用缔合型增稠剂量大时会影响碳黑的展色力。7.生产白色涂料时一般用阴离子分散剂分散钛白和填料,但作为调色漆时,尤其调较深颜色时,需加入适量非离子或增加展色力的阴离子润湿剂,这样可提高白漆的展色力。