作为工程用内墙漆,在配方设计时,在保证性能的情况下,始终还要尽量挖掘配方降低成本的潜力,以求进一步降低成本。
从乳胶漆配方我们不难看出,在不同的PVC情况下,水分散性白色涂料中,各组分成本所占比例有所不同,一般情况下,乳液的成本约占涂料配方总成本的30~45%左右;钛白粉的成本约占涂料配方总成本的30~45%左石;一般填料的成本约占配方总成本的10%不等:功能助剂的成本约占配方总成本的10~30%左右,因此,不难看出,在不同PVC范围内,其中白色颜料和乳液的成本占总成本的大多数,功能助剂所占比倒是次要的,所以,乳胶漆的白漆配方优化和成本控制的主要方向,首先是如何合理使用好钛白粉和乳液,其次是如何选择性价比较高的功能助剂,综合考虑,有的放矢,才能合理优化配方。
(1)复合乳液
通过对乳液复合技术的筛选,本着可操作性强的原则,笔者重点介绍硅溶胶-乳液共混复合技术。
由于硅溶胶分子附着在基材和填料颗粒的表面,随着水分的蒸发,mSi02.nH20粒子间脱水形成牢固的硅氧键立体网状骨架。如之丙烯酸酯中分子链的活性很强,粘结力很高,故涂膜的结构非常致密坚硬,其硬度可达4H以上。提高了涂料的硬度、抗水和耐摩擦性。无机Si-O键的结构属于离子型,具有较好的导电性能,不会产生电荷积累即不产生静电,尘埃难于粘附。致密的结构,使得微细的尘埃粒子不易侵入其间隙,因而涂层具有良好的耐污染性。在抗高温回粘方面也有很大的改进。乳胶漆成膜时,乳胶粒子附着水分蒸发而相互挤紧和变形融合,逐渐形成一层连续的膜,覆盖于基底表面而无机涂料则是胶体粒子间的脱水缩合,形成一网状体,并靠有机物填充方能成膜。这种涂膜缺乏连续性和覆盖性,所以在成膜性能上,有机乳液好,而与墙体的结合力则无机物强。有机、无机的经过改性进行复合,正好发挥了各自优异的性能。使得涂膜既具有很好的连续性,又与基材有很好的粘结力。乳液分子的柔韧性,高粘结性,使得原本易脆裂、粉化的硅溶胶涂膜,能够形成连续、均匀的薄膜而硅溶胶中的S102渗透能力很强,而且能与水泥之类的碱性底材在养护期析出的CaO以及Ca(OH)2等碱性物质发生配位反应,使涂层和底材形成一体,从而有效防止底材返碱而出现的白花现象。
可见,硅溶胶与丙烯酸酯乳液的复合从理论上可以得到综合性能高于两种原料各自性能的复合材料,硅溶胶改性丙烯酸酯乳液是一种行之有效的方法。
采用硅溶胶与丙烯酸酯类树脂之间的通过偶联剂进行常温偶联复合反应,制备性能优良的复合乳液,然后将复合乳液复配成涂料,可以取得如下的预期效果。预期制的复合涂料具有优良的耐湿、抗水性、耐化学药品性,尤其对紫外线和大气的稳定性良好,无粉化、变色等现象,尤其是耐沾污性和耐侯性能突出。由于硅溶胶的价格较低,部分替代乳液,从而降低了乳胶漆成本。
(2)钛白粉
众所周知,钛白粉(Ti02)作为一种优异的白色颜料,被广泛的应用于各种涂料中,而在涂料生产的实际应用中,由于分散研磨工艺等多种原因,发现其中被利用和发挥作用的只是钛白颜料粒子的外表面。而粒子的内核则没有发挥应有作用。作为涂料颜料级用钛白粉,其内核在实际应用中有一部分充当填料的角色,没能得到很好地应用,造成资源浪费。钛白粉作为内核的浪费则占钛白生产总量的30%以上。
采用低成本的无机材料做内核,在其表面包覆可充分利用和发挥作用的颜料级二氧化钛包膜可以制得一种新型的钛白颜料,这种新型钛白颜料的白度、润湿分散性、耐光耐侯性、光泽度、遮盖力及吸油量等理化指标均与钛白粉相似,这种新型钛白颜料就能够在一定程度上替代钛白颜料,也将极大地提高颜料级钛白的资源利用性,更给涂料厂带来价值和影响。这种颜料既是镀钛颜料。
镀钛(白色)颜料应用在乳胶漆中,经过三年的施工和工程验证,其耐候性能已经达到涂料级通用金红石钛白粉,其遮盖力接近涂料级通用金红石钛白粉,但是其价格却远低于涂料级通用金红石钛白粉。在实际使用中,镀钛颜料可用于全部或部分替代昂贵的钛白粉,是涂料厂降低钛白粉配方成本的新的选择。