顏填料對乳膠漆遮蓋力的影響

梁敏儀，姜佳麗，鄭小潔，馮才敏，李佳璐

（順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 輕化與材料學(xué)院，廣東 佛山 528333）

遮蓋力是乳膠漆的重要性能之一，影響遮蓋力的主要是顏填料。顏料除了本身所具有的化學(xué)成分使得遮蓋力有所不同外，遮蓋力還和顏填料的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒大小有關(guān)，而且顏料遮蓋能力最佳的粒度，高折射顏料和顏料顆粒的大小關(guān)系大，低折射率顏料和顆粒大小關(guān)系小，因此分析顏填料對遮蓋的影響的因素很重要，對于除體質(zhì)顏料以外的顏料，要分析體現(xiàn)最高遮蓋力時的最佳粒度，以便選擇性能最佳的顏料。遮蓋力對制漆是重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，選用遮蓋力強(qiáng)的顏料，即使色漆的顏料用量較少，仍然可以達(dá)到覆蓋底層的目的。為了節(jié)約貴重顏料的用量，在保證色漆具有一定遮蓋力的前提下可添加適量的體質(zhì)顏料，以降低涂料成本［1］。因此，本文針對多種顏填料及不同細(xì)度的輕質(zhì)碳酸鈣在乳膠漆中的遮蓋力進(jìn)行了探討，為下游企業(yè)的選擇顏填料提供技術(shù)支持和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

原料如表1 所示，均為工業(yè)品。

表1 本實(shí)驗(yàn)使用顏填料一覽表

1.2 儀器設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)使用的儀器見表2 所示。

表2 本實(shí)驗(yàn)使用儀器一覽表

1.3 基礎(chǔ)配方

本實(shí)驗(yàn)采用的基礎(chǔ)配方如表3 所示。

表3 基礎(chǔ)配方

1.4 乳膠漆的生產(chǎn)工藝流程

本對比實(shí)驗(yàn)工藝統(tǒng)一，具體步驟如下：

1）按配方比例稱量乳膠漆配方中的前2 種原料，用分散機(jī)攪拌至纖維素全部溶解（根據(jù)所學(xué)方法判斷，約15 min）；

2）待纖維素完全溶解后，按配方比例加入乳膠漆配方中序號3～8 的原料，在600 rpm 下分散5 min至分散均勻；

3）加入顏料，在2 000 rpm 下分散40 min，測細(xì)度并記錄；

4）按配方量加入序號10～12 的原料，在600 rpm下攪拌10 min，至漿料均勻；加入消泡劑，可適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速，攪拌均勻；

5）加入適量AMP-95 調(diào)節(jié)pH 值至8 左右，然后加入堿溶脹型增稠劑（按1∶1 稀釋）調(diào)節(jié)粘度至80 KU，攪拌10 min；

6）制膜，測量。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 化學(xué)組成對干膜遮蓋力的影響

金紅石型鈦白粉、銳鈦型鈦白粉、立德粉、氧化鋅四種常用白色顏料和輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、高嶺土、多孔粉石英、滑石粉、云母粉、硅灰石粉、方解石九種填料化學(xué)組成不同、折射率差異較大，用于乳膠漆中制得的涂膜遮蓋力差異明顯，結(jié)果如表4 所示［2-3］。

表4 顏填料的化學(xué)組成及遮蓋率

表4 是顏填料的化學(xué)組成及遮蓋率?？梢钥闯?，金紅石型鈦白粉和銳鈦型鈦白粉的遮蓋力最好，而折射率只有1.4～1.6 的顏填料，遮蓋力都低于10%。由此可見，不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的顏填料具有不同的折射率和遮蓋力，并且折射率越大遮蓋性能越好。

2.2 晶體結(jié)構(gòu)對遮蓋力的影響

乳膠漆中常用的鈦白粉主要包括金紅石型鈦白粉和銳鈦型鈦白粉兩種，其化學(xué)組成皆為TiO2，但對乳膠漆涂膜遮蓋力的影響不盡相同，如表5 所示。

表5 鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)及遮蓋率

可以看出，雖然化學(xué)組成相同、晶型相同，但折射率有差別，金紅石型鈦白粉的遮蓋性能略好于銳鈦型鈦白粉的遮蓋性能。這是由于金紅石型鈦白粉和銳鈦型鈦白粉晶體排列的方向不同，金紅石型鈦白粉的結(jié)合緊密程度更高［4］，因此，它的遮蓋性能較好。

2.3 顏填料粒徑對遮蓋力的影響

為考察顏料粒徑對乳膠漆干膜遮蓋力的影響，以輕質(zhì)碳酸鈣為唯一填料，通過對比實(shí)驗(yàn)，比較了800 目、1 250 目、1 500 目輕質(zhì)碳酸鈣的影響，結(jié)果如表6 所示。

表6 顏填料的粒徑及遮蓋率

由表6 可知，同種填料不同規(guī)格的粒徑大小對遮蓋力有一定的影響，1 500 目輕質(zhì)碳酸鈣的遮蓋力最好。由此可見，顏填料粒徑越小，比表面越大，其遮蓋性能越好，但較難分散。

3 結(jié)論

1）不同的化學(xué)組成對顏填料的遮蓋力有明顯的影響，其中顏料中金紅石型鈦白粉和銳鈦型鈦白粉遮蓋力最高；填料中重質(zhì)碳酸鈣的折射率最大，遮蓋力也最大。

2）晶體結(jié)構(gòu)與遮蓋力的大小有著密切的關(guān)系，一樣的晶體結(jié)構(gòu)，但晶體排列的方向不同，結(jié)合緊密程度不一樣，遮蓋力也不一樣，金紅石型鈦白粉遮蓋力比銳型鈦白粉遮蓋力要高。

3）同種填料不同規(guī)格的粒徑大小對遮蓋力也有一定的影響，粒徑越小碳酸鈣遮蓋力越好，實(shí)驗(yàn)表明1 500 目輕質(zhì)碳酸鈣遮蓋力最好。