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文档简介
模块四:水性涂料的生产任务1:乳胶漆的生产知识点5.2:乳胶漆的生产原料新课导入:课前思考题:请按照涂料的四大组成,对配方表中的各原料进行归类乳胶漆的生产原料分散介质助剂颜填料成膜物序号12345678
原料水250HBR纤维素AMP95杀菌剂分散剂润湿剂消泡剂防霉剂质量(g)2761.311.5511.52序号12131415161718
原料丙二醇成膜助剂苯丙乳液消泡剂AMP95碱溶胀型增稠剂水
质量(g)1581601.5适量,调pH适量,调粘度适量,调粘度9
锐钛钛白粉160
1011轻质碳酸钙轻质碳酸钙125165
乳胶漆包含4种基本成分:成膜物(聚合物乳液)颜料助剂溶剂(水和共溶剂)学习目标:掌握乳胶漆的配方组成特点掌握乳胶漆的原材料及其作用掌握主要原材料的基本性质学会利用MSDS分析原材料安全性主要内容:乳胶漆VS溶剂型涂料组成差异乳胶漆的原材料乳液共溶剂(成膜助剂、防冻剂)增稠剂pH调节剂防霉杀菌剂一、乳胶漆VS溶剂型涂料组成差异原材料溶剂型涂料乳胶漆备注成膜物合成树脂(溶液形式)、油脂合成树脂(乳液形式)
形式不同颜填料颜填料颜填料可通用溶剂有机溶剂水不同助剂1润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉降剂、流变助剂等润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉降剂、流变助剂等功能、原理相似,溶解性不同助剂2——成膜助剂、防冻剂、pH调节剂、防霉杀菌剂因乳胶漆中含水而需要的助剂二、乳胶漆的原材料乳胶漆共溶剂聚合物乳液水颜填料助剂成膜助剂防冻剂颜料填料增稠剂润湿剂分散剂消泡剂pH调节剂防霉杀菌剂1、合成乳液合成乳液的定义和基本特征高分子聚合物微粒在水中的分散体聚合物颗粒直径一般在50到1000nm之间固体含量在30%到70%之间典型的分子量在500,000–1,000,000之间聚合物乳液作用粘结涂膜中的颜料和填料粘结基材表面,提供附着力聚合物乳液对乳胶漆性能的影响环保性,零VOC乳液附着力及其相关特性,抗起泡,抗开裂,抗剥落其它关键性能:耐擦洗,抗粉化,保色保光性粘结剂膜提供表面光泽1、合成乳液①外观:胶质细腻,无粗粒子及机械杂质、色泽浅;②固体含量③pH值和黏度无硬性规定,但批次间应无明显差异;④低的残余单体含量:越小越好(<0.5%);⑤适宜的最低成膜温度(MFT)和玻璃化温度(Tg)⑥较好的颜料亲和力和对基材的附着力;⑦优良的化学稳定性、机械稳定性和稀释稳定性;⑧优良的低温稳定性;⑨优良的耐老化性能;乳胶漆对合成树脂乳液的技术要求:2、共溶剂-成膜助剂为什么要使用成膜助剂?成膜助剂是什么?成膜助剂的作用?2、共溶剂-成膜助剂乳胶漆的成膜机理比较复杂,可分为四个过程:乳胶漆是怎么成膜的?湿涂膜(乳胶漆)颗粒的堆积颗粒的融结聚合物链端的扩散12342、共溶剂-成膜助剂(a)湿涂膜(乳胶漆)(b)紧密接触的颗粒由于水的蒸发,乳胶颗粒相互接近从而达到最紧密的堆积状态(c)变形颗粒堆积(d)聚结融合后的涂膜2、共溶剂-成膜助剂湿的乳胶漆可用水洗,干的乳胶漆耐水洗微孔使乳胶漆有透气性乳液粒子热塑性,遇热变软,遇冷变硬温/湿度太高太低不利于成膜乳胶漆干得太快会影响漆膜的性能乳胶漆成膜过程解释下列现象2、共溶剂-成膜助剂是乳液聚合物的良好溶剂使乳液粒子表面暂时软化,容易变形融合,较低温度下也易聚结成膜使聚合物链段自由度增大,在粒子靠拢时分子链互相扩散,融合成膜漆膜干燥后完全挥发(一般在一周之内),漆膜变硬成膜助剂作用2、共溶剂-防冻剂乳液和乳胶漆都是以水为分散介质的,水的冰点高,在0℃就会结冰。冰晶在成长的过程中会对乳液粒子产生强大的压缩作用,造成体系絮凝。一旦体系絮凝,即使解冻也无法恢复乙二醇和丙二醇是常用的乳胶漆防冻剂,可使乳液水相的冰点降低乙二醇有生物毒性,丙二醇基本没有3、增稠剂增稠剂的作用改善施工性和外观提供适合的粘度,以便于施工影响施工后的湿膜厚度现代乳胶漆增稠剂帮助辊涂时抗飞溅改善湿膜的流动和流平性影响乳胶漆储存稳定性3、助剂-增稠剂增稠剂的分类增稠剂/流变改性剂无机增稠剂非缔合型缔合型——纤维素醚类碱溶性丙烯酸乳液——碱溶性丙烯酸乳液非离子型聚氨酯(HEUR)————疏水改性纤维素醚类乳胶漆中常用的增稠剂:纤维素醚类增稠剂(HEC)疏水改性碱溶性乳液(HASE)非离子聚氨酯增稠剂(HEUR)3、增稠剂涂料要求粘度足够大,否则影响贮存稳定性。粘度升高足够快,可防止流挂,但回升太快,影响流平性涂料涂布后,剪切力解除,粘度升高高剪切速率下,粘度低,适合于各种施工设备3、增稠剂(1)纤维素醚类增稠剂(HEC)HHOHHOHHOHHOHHO纤维素增稠机理:纤维素分子(分子量:10-100万)主要靠在水中的碱溶胀来增稠,在水中溶胀主要是因为高分子主链与水形成氢键的结果。3、增稠剂纤维素增稠剂导致的絮凝作用在乳胶溶液中加入纤维素后,由于纤维素自身靠溶胀增稠,它将挤压乳胶粒子不断相互接近,当纤维素用量达到一定浓度,将引起乳液的絮凝乳胶粒子溶胀的纤维素分子3、增稠剂滚涂飞溅示意图纤维素增稠剂HASEHEUR3、增稠剂(2)疏水改性碱溶性乳液(HASE)(HydrophobicallymodifiedAlkaliSolubleEmulsion)XY(R=CH3orH)COOH羧酸主链EO链段疏水基团COOH增稠乳液相及水相(分子)刚性相对较弱分子结构:3、增稠剂增稠机理:COOHCOOHCOO-COO-pH~3-4,乳液形态pH~7-10,单分子链状态碱性环境卷曲的聚合物链伸展开0pH粘度6.2-6.57.5粘度上升,体系增稠3、增稠剂增稠机理:羧基在静电排斥的作用下使原先卷曲的聚合物链伸展开,缔合作用(更重要的增稠贡献)乳胶粒子------------------乳胶粒子乳胶粒子疏水基团可形成束胶疏水基团在乳胶粒子表面产生吸附3、增稠剂(3)聚氨酯缔合型增稠剂聚氨酯缔合型增稠剂(分子量:5万–10万)
线型类支链类疏水基团亲水主链聚氨酯链接具有与表面活性剂类似的分子结构3、增稠剂增稠机理:HEUR在乳胶漆水相中,像表面活性剂,形成胶束。亲水端与水分子以氢键缔合,憎水端与乳胶粒子、表面活性剂等的憎水结构吸附在一起,形成立体网状结构,达到增稠结果。水相中结构与乳胶颗粒作用胶束结构乳胶颗粒3、增稠剂总结:性质纤维素疏水碱溶性聚氨酯抗飞溅性差很好优流平性差尚好-优优漆膜丰满度低尚好-优优高光泽潜力低尚好-优优配方敏感性不敏感中度-敏感敏感pH敏感性不敏感中度敏感不敏感耐洗性取决于配方取决于配方优于纤维素增稠剂耐碱性很好不好-好优于纤维素增稠剂抗腐蚀性低低很好电解质敏感性不敏感中度-敏感不敏感生物稳定性差优优4、pH调节剂基本功能:
调整乳胶漆的酸碱度至合理范围内,从而有助于乳胶漆整体性能的实现。对于乳胶漆的其它性能有直接或间接的影响储藏稳定性(与增稠剂的相容性及pH缓冲效果)开罐性能pH值稳定性(防pH漂移)展色性耐水、耐碱性遮盖力(对比率)耐洗刷性与乳液的相容性气味VOC4、pH调节剂pH调节剂选择考虑的主要因素:pH调节能力强弱与其他助剂的协同性耐黄变性与乳液的相容性健康安全环保VOC成本4、pH调节剂常采用AMP-95、氨水、NaOH、KOH等来调节pH值。AMP-95:pH值稳定,由于随后的挥发,对涂膜耐水性也没有影响,它还兼有分散作用。缺点是有一定气味,并且会稍微提高VOC的含量。氨水:由于其挥发性,不影响涂膜耐水性。但有气味,乳胶漆存放时,随着氨的挥发,pH值降低。NaOH和KOH:无气味,pH值稳定,但因其不挥发,影响涂膜耐水性5、防霉杀菌剂罐内微生物污染的来源原材料设备环境包装水空气人建筑物不良设计使用不当清洁不够乳液颜料填料质量差储存条件差新鲜的储存的回收的5、防霉杀菌剂微生物介绍细菌藻菌原生物真菌5、防霉杀菌剂降低粘度降低pH值变色结块破乳明显的微生物生长发臭浑浊涨罐此过程不可逆!!!罐内微生物污染对乳胶漆性能的影响5、防霉杀菌剂漆膜表面长霉长藻对性能的影响细菌---会导致其它微生物开始繁殖藻类---漆膜外观改变霉菌---漆膜变色和破坏5、防霉杀菌剂防止藻和霉在漆膜表面生长的方法利用漂白水定期进行清洗 (不太现实)利用高效的漆膜防霉防藻剂乳胶漆原材料的认知实训项目一:参观实训中心原材料仓库,请认真观察原材料的存放要求项目二:液体涂料实训室:请认真观察工作台
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