第六章_乳胶漆配方设计与工艺

1、基本概念基本概念：颜料体积浓度；颜料体积浓度；CPVC；颜基比；颜基比思考题思考题：1 乳胶漆有哪些优缺点？乳胶漆有哪些优缺点？ ( (P115P115) )2 请画图示意乳胶漆的组成。请画图示意乳胶漆的组成。 ( (P117P117) )如何简要理解乳胶漆的配方设计？如何简要理解乳胶漆的配方设计？ ( (P118P118) )简述简述PVC与涂膜物理性能的关系。与涂膜物理性能的关系。 ( (P120-121P120-121) )简述不同乳胶漆的简述不同乳胶漆的PVC的大致范围。的大致范围。( (P121P121) )内外墙涂料的颜基比范围一般是多少？内外墙涂料的颜基比范围一般是多少？( (P

2、122P122）) )7 乳胶漆配方的设计原则有哪些？配方设计原则确定乳胶漆配方的设计原则有哪些？配方设计原则确定之后，如何具体实施一个产品配方设计？之后，如何具体实施一个产品配方设计？ ( (P122P122) )8 在设计中高档乳胶漆配方时，填料细度是否越细越在设计中高档乳胶漆配方时，填料细度是否越细越好？好？ 为什么？内外墙涂料常用的填料粒度范围是多为什么？内外墙涂料常用的填料粒度范围是多少？少？ ( (P127P127) ) 9 乳胶漆生产工艺装备主要包括哪些？乳胶漆生产工艺装备主要包括哪些？10 简述乳胶漆的基本生产过程。简述乳胶漆的基本生产过程。( (P130P130) ) 乳胶漆

3、是水溶性漆的一种，一般是乳胶漆是水溶性漆的一种，一般是以乳液聚合生成的以乳液聚合生成的合成树脂乳液合成树脂乳液为主要为主要成膜物质，配以适当的成膜物质，配以适当的颜填料颜填料、稀释剂稀释剂以及其他各类以及其他各类辅助添加剂辅助添加剂配制而成。配制而成。乳胶漆产品具有如下优势：乳胶漆产品具有如下优势： 1.低毒无害，低毒无害，环保安全环保安全。2.性能好性能好：好的乳胶漆产品，不仅表现在涂刷：好的乳胶漆产品，不仅表现在涂刷性、遮盖性、丰满度好，而且具有满足使用要性、遮盖性、丰满度好，而且具有满足使用要求的性能和良好的耐久性。求的性能和良好的耐久性。3.施工方便快捷施工方便快捷，机具易于清洗。，机

4、具易于清洗。4.不燃性不燃性：乳胶漆无燃烧性，在生产，储存，：乳胶漆无燃烧性，在生产，储存，运输和施工过程中皆无火灾危险。运输和施工过程中皆无火灾危险。5.透水透气性透水透气性。 乳胶漆的组成材料很多，但大体上乳胶漆的组成材料很多，但大体上可以分为四类。即：可以分为四类。即：颜填料、基料、辅助颜填料、基料、辅助添加剂和稀释剂（水）添加剂和稀释剂（水）。 1.颜料：颜料：着色颜料和体质颜料着色颜料和体质颜料 着色颜料的主要作用是着色颜料的主要作用是 （1）赋予涂膜遮盖力；）赋予涂膜遮盖力； （2）使涂膜着色，提供各种色彩）使涂膜着色，提供各种色彩 体质颜料的主要作用是体质颜料的主要作用是 （1）

5、使涂膜消光）使涂膜消光 （2）增量剂，降低涂料成本；）增量剂，降低涂料成本； （3）改进涂料流动性；）改进涂料流动性； （4）提高涂膜硬度。）提高涂膜硬度。2.成膜物质：乳液成膜物质：乳液 乳胶漆是乳胶漆是以合成树脂乳胶为主要成膜物质以合成树脂乳胶为主要成膜物质，其作用是自身能形成透明膜，其作用是自身能形成透明膜，同时又能抓住颜料，附着在基材上形成不透明涂膜，从而提供涂层基本的物同时又能抓住颜料，附着在基材上形成不透明涂膜，从而提供涂层基本的物理性能。理性能。3. 稀释剂：水稀释剂：水 乳胶漆以水为稀释剂，其作用是调节涂料颜料粘度和流动性。乳胶漆以水为稀释剂，其作用是调节涂料颜料粘度和流动性。

6、4. 湿润分散剂湿润分散剂 湿润分散剂的作用是为了使颜料在乳胶生产中充分发挥作用，湿润分散剂的作用是为了使颜料在乳胶生产中充分发挥作用，使颜料的使颜料的2次粒子完全打开，分散的同时防止二次粒子的聚集，次粒子完全打开，分散的同时防止二次粒子的聚集，在颜料的分散操作中，在颜料的分散操作中，分散剂有助于二次粒子的解聚和分散分散剂有助于二次粒子的解聚和分散，润湿剂通润湿剂通过改善对颜料粒子的湿润性，起到保持分散稳定的作用过改善对颜料粒子的湿润性，起到保持分散稳定的作用。5. 消泡剂消泡剂 消泡剂的作用就是为了消除涂料在生产和施工过程中产生的消泡剂的作用就是为了消除涂料在生产和施工过程中产生的泡沫或预先

7、防止泡沫的产生。泡沫或预先防止泡沫的产生。6.增稠剂增稠剂增稠剂对于乳胶漆的作用是多方面的增稠剂对于乳胶漆的作用是多方面的（1）防止颜料在储存过程中沉淀；）防止颜料在储存过程中沉淀； (2) 提高涂料的施工性；提高涂料的施工性；（3）提高防流挂性；）提高防流挂性；（4）增加漆膜丰满性；）增加漆膜丰满性；（5）防止向多孔性底材的渗漏）防止向多孔性底材的渗漏7.防腐剂和防霉剂防腐剂和防霉剂 防腐剂的作用是防止涂料在容器中发生腐败；防霉防腐剂的作用是防止涂料在容器中发生腐败；防霉剂的作用是防止漆膜被霉菌污染或破坏。剂的作用是防止漆膜被霉菌污染或破坏。8.防冻剂防冻剂 防冻剂的作用是为了改善涂料低温储

8、存性即涂料的防冻剂的作用是为了改善涂料低温储存性即涂料的抗冻性。抗冻性。9.成膜助剂成膜助剂 成膜助剂的作用是为了改进聚合物乳液的成膜性能成膜助剂的作用是为了改进聚合物乳液的成膜性能。10.PH值调节剂值调节剂 PH值调节剂的作用是控制一个稳定的碱性值调节剂的作用是控制一个稳定的碱性PH值。值。11. 其它助剂其它助剂 乳胶漆产品根据配方应用还会添加一些诸如增塑性、乳胶漆产品根据配方应用还会添加一些诸如增塑性、防锈剂等来改善其性能。防锈剂等来改善其性能。 乳胶漆的配方设计，就是乳胶漆的配方设计，就是在颜料和基在颜料和基料已经确定的情况下料已经确定的情况下，决定其它各种组份决定其它各种组份在配方

9、中的绝对数量和相对比例在配方中的绝对数量和相对比例。一、颜料体积浓度一、颜料体积浓度 颜料体积浓度颜料体积浓度(Pigment volume concentration)是指涂料中着色颜料和体质颜料的体是指涂料中着色颜料和体质颜料的体积与配方中所有不挥发分积与配方中所有不挥发分(包括乳液固体分，着色颜料和包括乳液固体分，着色颜料和体质颜料等体质颜料等)的总体积之比。的总体积之比。用用PVC来表示：来表示：二、二、PVC与涂膜物理性能的关系与涂膜物理性能的关系 (1)PVC与抗拉强度、延伸率的关系与抗拉强度、延伸率的关系 图图3 PVC与抗拉强度及延伸率与抗拉强度及延伸率 (2)PVC与涂膜光泽

10、与涂膜光泽 如图如图4所示，涂膜光泽在所示，涂膜光泽在PVC20时，其值很高，一旦超过这个浓度，时，其值很高，一旦超过这个浓度，便随便随PVC的增加而急剧降低，在的增加而急剧降低，在CPVC处观察不到光泽的急剧变化。处观察不到光泽的急剧变化。 (3)PVC与耐洗擦性与耐洗擦性 如图如图5所示，涂膜的耐擦性随着所示，涂膜的耐擦性随着PVC的升高而大的升高而大幅度直线下降，在这一变化中，看不到与幅度直线下降，在这一变化中，看不到与CPVC相对相对应的急剧变化。应的急剧变化。（4)PVC与耐污染性与耐污染性 如图如图5所示，涂膜在所示，涂膜在PVC之前，去除污之前，去除污染所需的洗刷次数随染所需的洗

11、刷次数随PVC的升高而降低，即的升高而降低，即PVC越高，涂膜上的污垢越容易洗掉。在临界越高，涂膜上的污垢越容易洗掉。在临界PVC以上，对应的洗刷次数变化非常缓慢。以上，对应的洗刷次数变化非常缓慢。 (5)PVC与耐候性与耐候性 在在CPVC之前，涂膜耐候性不受之前，涂膜耐候性不受PVC影响，保影响，保持在一定水平。但持在一定水平。但旦超过旦超过CPVC， 耐候性便急速降耐候性便急速降低，图低，图6可见在可见在PVC前后的色差变化非常大的。前后的色差变化非常大的。 三、实用的三、实用的PVC范围确定范围确定 一般地，有光涂料一般地，有光涂料PVC在在1525之之间，一般外用漆间，一般外用漆PV

12、C在在40 55之间，一之间，一般内用漆般内用漆PVC在在4570之间，而廉价的内之间，而廉价的内用漆用漆PVC 在在75以上。以上。 四、颜基比四、颜基比 涂料配方中虽然用颜料体积浓度可以判定涂料产涂料配方中虽然用颜料体积浓度可以判定涂料产品的大致水平，但具体应用起来比较麻烦，为了更直品的大致水平，但具体应用起来比较麻烦，为了更直接、快速地粗略判定涂料的性能，引入了接、快速地粗略判定涂料的性能，引入了颜基比颜基比的概的概念，即念，即涂料中颜料的质量和基料固体分质量的比值涂料中颜料的质量和基料固体分质量的比值。 一般情况下，一般情况下， 外用乳胶漆的颜基比为外用乳胶漆的颜基比为 1-4：1 内

13、用乳胶漆的颜基比为内用乳胶漆的颜基比为 4-8：1 配方设计原则配方设计原则 顾客需求原则；顾客需求原则； 产品标准原则；产品标准原则； 工艺装备配套原则；工艺装备配套原则； 材料行进性原则；材料行进性原则； 简单易行原则简单易行原则 下面以一个实际的产品配方设计过程为例，下面以一个实际的产品配方设计过程为例，来说明如何根据图来说明如何根据图7的程序来设计合乎要求的的程序来设计合乎要求的乳胶漆产品配方。乳胶漆产品配方。 (1) 产品框架产品框架； 水水+乳液乳液+颜料颜料+润湿分散剂润湿分散剂+消泡剂消泡剂+防腐防霉防腐防霉剂剂+防冻剂防冻剂+成膜助剂成膜助剂+PH调节剂调节剂+增稠剂增稠剂

14、(2) 确定的顾客需求和产品性能要求确定的顾客需求和产品性能要求； 经济型内用乳胶漆，经济型内用乳胶漆，2300元元/吨，符合国标吨，符合国标 （3）初步配方设计）初步配方设计； 基料的选择与用量基料的选择与用量：苯丙乳液，：苯丙乳液，=12% 颜料的选择与用量颜料的选择与用量：乳液含固量在配方中约占：乳液含固量在配方中约占6%，据颜基比推算，颜料的量确定在，据颜基比推算，颜料的量确定在46%左右；左右； 助剂的选择与用量助剂的选择与用量：性价比；有害物质；：性价比；有害物质；5% （4）配方试验）配方试验； 对制得的乳胶漆进行性能测试对制得的乳胶漆进行性能测试；刷痕严；刷痕严重，漆膜粗糙，洗

15、刷性处于边缘等问题。重，漆膜粗糙，洗刷性处于边缘等问题。（5）配方调整）配方调整； 采用超细材料，简化生产工艺采用超细材料，简化生产工艺（6）综合性能测试）综合性能测试。六、乳胶漆配方疑点说明和应注意的关键问题六、乳胶漆配方疑点说明和应注意的关键问题 1.误区：使用误区：使用羟乙基纤维素羟乙基纤维素制成的乳胶漆耐水性下降。制成的乳胶漆耐水性下降。 一般情况下内外墙皆可使用；但，配高光漆时尽一般情况下内外墙皆可使用；但，配高光漆时尽量不用；在与缔合型增稠剂配合使用时，应事先搭配量不用；在与缔合型增稠剂配合使用时，应事先搭配比例，以防分水比例，以防分水。 2.误区：在设计深色漆配方时，可以用填料直

16、接取代误区：在设计深色漆配方时，可以用填料直接取代钛白粉。钛白粉。 必须选用近似于钛白粉密度的填料来代替，并必须选用近似于钛白粉密度的填料来代替，并适当提高基漆粘度，以保持储存稳定性适当提高基漆粘度，以保持储存稳定性 3.误区：在内墙乳胶漆配方设计时，应尽可能采用误区：在内墙乳胶漆配方设计时，应尽可能采用锐钛型钛白粉、立德粉、轻钙等颜填料，以保证锐钛型钛白粉、立德粉、轻钙等颜填料，以保证遮盖力，降低成本。遮盖力，降低成本。 只要配方设计合理，应尽可能采用金红石型只要配方设计合理，应尽可能采用金红石型钛白粉，煅烧硅酸铝，超细填充料如滑石粉、重钛白粉，煅烧硅酸铝，超细填充料如滑石粉、重钙等来设计产

17、品配方钙等来设计产品配方。4.误区：在设计中高档乳胶漆配方时，填料细度越误区：在设计中高档乳胶漆配方时，填料细度越细越好。细越好。 外墙漆填料粒度在外墙漆填料粒度在600-800目之间，内墙漆目之间，内墙漆填料粒度在填料粒度在600-1250目为宜目为宜。5. 其它问题其它问题 （1）内墙乳胶漆设计时，选用的各种原料一定要注）内墙乳胶漆设计时，选用的各种原料一定要注意其意其有害物质的限量有害物质的限量。 （2）在外墙配漆设计时，）在外墙配漆设计时，要选择分散性好的分散剂要选择分散性好的分散剂与抗水性好的分散剂搭配使用与抗水性好的分散剂搭配使用。 （3）乙二醇和丙二醇作为乳胶漆抗冻剂，）乙二醇和

18、丙二醇作为乳胶漆抗冻剂，一般采用一般采用丙二醇进行外墙配漆设计丙二醇进行外墙配漆设计； （4）在外墙配漆设计时，）在外墙配漆设计时，使用使用PH值调节剂，应尽可值调节剂，应尽可能采用氨水能采用氨水。 （5）在选用高）在选用高MFT值的乳液设计配方时，值的乳液设计配方时，应尽可能应尽可能用复配助剂来作为成膜助剂，特别是高光乳胶漆用复配助剂来作为成膜助剂，特别是高光乳胶漆。一、一、分散设备分散设备 乳胶漆的分散设备一般采用无级变速搅拌机乳胶漆的分散设备一般采用无级变速搅拌机进行，必要时还带有液压升降装置，其变速范围进行，必要时还带有液压升降装置，其变速范围在在01480之间调整。升降范围为之间调整

19、。升降范围为015M 之间。在乳胶漆分散阶段，要求转速要高一些，之间。在乳胶漆分散阶段，要求转速要高一些，以利于颜以利于颜(填填)料二次粒子的分散，在配漆阶段要料二次粒子的分散，在配漆阶段要求转速低一些，以防止涂料混合中引入大量气泡。求转速低一些，以防止涂料混合中引入大量气泡。 二、二、研磨设备研磨设备 乳胶漆的研磨设备主要有胶体磨、砂磨机、乳胶漆的研磨设备主要有胶体磨、砂磨机、三辗研磨机等，其中三辗研磨机等，其中立式砂磨机立式砂磨机是最常用的研是最常用的研磨设备。一个好的乳胶漆配方设计完成后磨设备。一个好的乳胶漆配方设计完成后,通通过高速分散就可以达到细度要求。因此过高速分散就可以达到细度要

20、求。因此,可以可以取消研磨工艺过程达到提高工效的目的。取消研磨工艺过程达到提高工效的目的。三、三、过滤设备过滤设备 乳胶漆在生产过程中乳胶漆在生产过程中,由于颜填料带入的由于颜填料带入的机械杂质机械杂质,包装破损带入的机械杂质包装破损带入的机械杂质,未能完全未能完全溶解的固体增稠剂溶解的固体增稠剂,以及在分散过程中沾染以及在分散过程中沾染 罐罐壁上的未能完全分散的颜料颗粒等壁上的未能完全分散的颜料颗粒等,都会影响都会影响漆膜的质量。因此漆膜的质量。因此在成品包装之前进行过滤以在成品包装之前进行过滤以除去杂质和未完全分散的颜料颗粒除去杂质和未完全分散的颜料颗粒,是保证是保证 乳乳胶漆产品质量所必

21、不可少的胶漆产品质量所必不可少的。 目前目前,乳胶漆过滤设备一般为乳胶漆过滤设备一般为袋式过滤机袋式过滤机,双筒袋式过滤机双筒袋式过滤机,其中袋式过滤机构造较简单其中袋式过滤机构造较简单,但清洗时需停机进行但清洗时需停机进行,而双筒袋式过滤机而双筒袋式过滤机 不仅不仅效率提高而且可以不停机进行清洗。效率提高而且可以不停机进行清洗。四、灌装设备四、灌装设备 乳胶漆灌装设备是近几年发展起来的乳胶漆灌装设备是近几年发展起来的半自动计量灌装机半自动计量灌装机。其特点是：。其特点是： (1)微电脑控制或全气动控制计量灌装；微电脑控制或全气动控制计量灌装； ( 2)灌装速度快，效率高；灌装速度快，效率高；

22、 (3)计量方式精确，误差小；计量方式精确，误差小； (4)不滴漏、不挂流、不飞溅：不滴漏、不挂流、不飞溅： (5)清洗方便。清洗方便。 第四节第四节 乳胶漆生产工艺乳胶漆生产工艺 一、乳胶漆的基本生产过程一、乳胶漆的基本生产过程 乳胶漆的生产过程就是将各种组分的原材乳胶漆的生产过程就是将各种组分的原材料按一定的顺序投入，分散均匀的过程料按一定的顺序投入，分散均匀的过程。一般乳。一般乳胶漆的生产工艺包括以下三个部分。胶漆的生产工艺包括以下三个部分。 l、白浆的制备白浆的制备：首先将水、分散剂、消泡剂、防霉：首先将水、分散剂、消泡剂、防霉防腐剂等液体物料投入防腐剂等液体物料投入分散罐分散罐中，搅

23、拌均匀，在搅拌状态中，搅拌均匀，在搅拌状态下将着色颜料和体质颜料依次投入，并加速分散下将着色颜料和体质颜料依次投入，并加速分散2040分钟，过滤。分钟，过滤。 2、基料的配制：基料的配制：在在调漆罐调漆罐中投入乳液，在充分搅中投入乳液，在充分搅拌下用拌下用PH调节剂将其调节剂将其PH值调至值调至89。在。在另一容器另一容器中，中，将增稠剂、防冻剂、成膜助将增稠剂、防冻剂、成膜助 剂等搅拌均匀成混合助剂，剂等搅拌均匀成混合助剂，在充分搅拌下，缓慢加入到已中和的乳液中，继续搅拌约在充分搅拌下，缓慢加入到已中和的乳液中，继续搅拌约10分钟，即得配制涂料用基料。分钟，即得配制涂料用基料。 3、乳胶漆配

24、制乳胶漆配制：在低速搅拌下，将色浆投入到已：在低速搅拌下，将色浆投入到已配好基料的配好基料的调漆罐调漆罐内，继续搅拌内，继续搅拌15分钟左右，至完全均分钟左右，至完全均匀后，出料。匀后，出料。 二、乳胶漆配制中的要点：二、乳胶漆配制中的要点： 1、配方材料、配方材料应尽可能选用分散性好的颜料和超细应尽可能选用分散性好的颜料和超细填充料填充料，从而在稳定提高产品的质量的前提下，取消，从而在稳定提高产品的质量的前提下，取消研磨作业，简化生产工艺，提高生产效率。研磨作业，简化生产工艺，提高生产效率。 2、在前期分散阶段，可预先投入适量在前期分散阶段，可预先投入适量HEC，不，不仅有助于分散，同时防止