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涂料助剂的作用及分类

来源于凯茵化工国产原材料网

2022.07.06

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  涂料助剂作用广泛,品种繁多,其分类方法很多,通常是按其用途及作用位置和方式来分类。

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  1.按用途分类应综合理告

  这种分类法是按涂料助剂在涂料生产、涂装等不同阶段的应用情况进行归纳分类。(1)在涂料制造时发挥作用的助剂 在这个阶段主要应用的助剂有润湿分散剂、消泡剂、脱泡剂、乳化剂、引发剂、催化剂、链终止剂等。其中乳化剂、引发剂、催化剂等是用于树脂合成及乳液制备过程,应属于涂料半成品的生产。颜料的润湿分散是涂料生产的技术关键,对涂料的性能有极大的影响。为了提高颜料与基料的亲和性及其在分散体中的稳定性,有时单独依靠树脂是不够的,必须使用润湿分散剂。它可以降低颜料与树脂之间的界面张力,提高润湿效率,减少研磨时间,降低能耗,还可以提高涂料贮存稳定性,防止涂膜浮色发花,增强颜料的着色力、展色力、遮盖力,降低成本。还可以赋予涂膜良好的耐候性及光泽。

  消泡剂是水性涂料生产时必不可少的一种助剂,水性涂料特别容易起泡,若不及时消除,生产及包装就无法进行。

  (2)在贮运中发挥作用的助剂 在这个阶段产生作用的助剂有增稠剂、防沉剂、防结皮剂、杀菌防腐剂、防锈剂等。涂料在生产阶段属于高剪切速率的运动状态,在贮存中几乎没有剪切力,颜料容易产生絮凝、返粗、沉淀、结皮、增稠等不良现象。增稠剂、防沉剂、分散剂可防止颜料产生沉淀,使涂料分散体处于稳定状态。防结皮剂可以防止氧化干燥聚合的油性涂料产生结皮,减少浪费。分散剂还可以防止因颜料絮凝而产生增稠现象,影响涂料的颜色及光泽。

  (3)在涂料和涂膜干燥时发挥作用的助剂 在这个阶段发挥作用的助剂有流动和流平促进剂、表面状态控制剂、防浮色发花剂、防流挂剂、消泡剂、基材润湿剂、防闪锈剂、催干剂、固化促进剂等。

  涂料在这个阶段理化性质会产生较大的变化。成膜前涂料是液态,成膜后变成固态。涂装后的表面积与涂装前罐中液态时的表面积相比,增加是巨大的,所以在涂装过程中涂料的流动性质是非常重要的。除此之外还有许多新问题,被涂物表面与涂料之间的界面张力会影响涂料的流平性,涂膜的附着力。涂膜干燥过程中,溶剂挥发,体积收缩率可达30%~70%,造成表面张力失衡,会产生强大的涡流作用,造成橘皮、缩孔、浮色发花等不良现象。

  针对这些问题要选择不同的助剂帮助解决。用流平剂可解决涂料的流动和流平的问题;用基材润湿剂可解决基材与涂膜之间的界面张力;用表面状态控制剂可解决表面失衡、涡流问题。

  为了提高涂膜的干燥速率,缩短干燥时间,氧化聚合干燥的涂料必须使用催干剂。交联固化型涂料,多用固化促进剂。对甲苯磺酸或其盐可降低氨基烘漆的固化温度,缩短干燥时间。又如聚氨酯涂料,特别是无溶剂的不饱和聚酯涂料、环氧涂料,除交联固化剂外,还经常使用固化促进剂提高干燥速率。乳胶漆要使用成膜助剂,光敏涂料要使用光引发剂。

  帮助涂料固化成膜的助剂虽然称呼不同,但是作用目的却是相同的,全是为了加快涂膜的固化速率,缩短干燥时间。

  在涂料进行立面涂装时,经常会发生不同程度的流挂现象,严重地影响了涂膜的装饰性。为了克服这种不良现象,人们常用的添加剂是触变剂,即在高剪切速率下,涂料的结构黏性被破坏,黏度下降,涂料具有流动和流平性,在低剪切速率下结构黏性恢复,起到防沉、防流挂的作用。

  触变剂是乳胶漆必用的添加剂,主要是控制高中低剪切速率下的黏度,来达到防沉、防分水及涂膜流平的目的。现在甚至有人将缔合型的中剪切速率下的 PU 增稠剂称为"流平剂"。

  涂料的涂装方法很多,有刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、静电喷涂、电泳涂装等。无论采用哪种方法,涂膜难免产生缺陷,出现问题时一定要根据涂料的类型,并结合涂装方法来选择合适的助剂,在助剂应用时还要注意它们之间的整体匹配性。

  (4)在涂膜中发挥作用的助剂 在这个阶段体现出作用的助剂有紫外线吸收剂、光稳定剂、划痕防止剂、防粘连剂、防霉剂、导电剂、防污剂、阻燃剂等。这些助剂都在涂膜形成后在涂膜中发挥作用。

  当涂膜在氧存在的条件下,树脂基料受紫外线的照射会发生光化学降解反应,涂膜遭受破坏。为了保护涂膜,人们采用紫外线吸收剂吸收紫外线,再将热能释放出来,抑制或减缓了化学反应的发生,保护了涂膜,延长了涂膜的使用寿命。防霉剂是一种能杀死霉菌和藻类的助剂,可以防止霉菌和藻类在涂膜表面上的生长,提高了涂膜的使用寿命和装饰性。防污剂也是一种助剂,含有防污剂的防污涂料涂在船舶水线和水线以下的船底部位,防止海生物的附着。涂料中添加阻燃剂可以防止或减缓火焰的蔓延,保护建筑物和人身的安全。导电涂料是一种功能型涂料,由于涂料中添加了导电剂,涂料具有导电性、抗静电性、屏蔽电磁波的功能。抗划伤、抗粘连剂,实际上是降低了涂膜的表面粗糙度,在涂层表面起到了润滑剂的作用, 减少了摩擦阻力,产生滑爽感,起到抗划伤、抗粘连的作用。有机硅类和氟类的流平剂及蜡类助剂都具有这些作用。

  有些助剂能够赋予涂料某些新的功能,涂料也常以其赋予的功能命名。例如,使用了阻燃剂的涂料常称为阻燃涂料,还有防污涂料、导电涂料、防霉涂料等都因助剂而得名。

  有些助剂只能在某一方面发挥一种作用。例如阻燃剂、导电剂、防锈剂等。有些助剂在上述所有阶段都能发挥作用,有的助剂只能在一个或两个以上阶段发挥作用。有的只有一种作用,有的具有多种作用。例如,消泡剂可以在生产、贮运、施工中只发挥消泡作用。而流平剂和润湿分散剂能在每个阶段发挥出多种作用。对这些具有多功能的助剂在应用时要进行全面分析、实验、权衡利弊再作取舍。尤其是有负面作用的助剂,绝对不应因其在某些方面有缺欠而全面否定,要扬长避短,对各种助剂之间的作用功能要进行整体平衡。

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