乳胶漆絮凝分水和浮色发花控制

中国新型涂料网讯：
       乳胶漆在储存过程中常出现絮凝分水和浮色发花现象,影响涂料的开罐效果、流平性、遮盖率、色泽、涂层光泽、附着力和耐水耐碱性，造成该现象的因素很多，涂料原材料如乳液、颜填料、润湿分散剂、增稠剂等以及配方和生产工艺都会对其产生影响。

       沉降的Stock定律

       颜填料的沉降速度与研磨细度成倍数关系，与颜料密度成正比，随体系粘度增加而下降。实际沉淀体系更为复杂，颜填料不一定是球型的,颜料与颜料、乳液、润湿分散剂、增稠剂等相互影响，尤其是体系絮凝使沉降速度大幅度增加。 造成体系絮凝的常见因素有，原材料的不相容性，如分散剂与乳液、增稠剂的不匹配,羟乙基纤维素与缔合型增稠剂的不匹配,缔合增稠剂的添加量过多或过少,尤其是乳胶漆中的乳液是热力学不稳定体系,易受到多种外界因素的影响而絮凝和聚结。

       未稳定颜料分散体的絮凝速率 

       颜料絮凝速率随体系粘度升高而下降,随粒子数增加而加快。粒子之间的相互作用决定于电磁力(吸引)、静电力(排斥)和空间位阻(排斥)、颜料的粒径、双电层厚度、保护基团或保护层决定颜料之间的聚集和分散。

       絮凝是指分散相质点相互聚集形成三维堆聚体，但质点间不发生聚结，仍存在分界面的过程。絮凝增大了质点的表观尺寸，无疑将加速沉降或乳析，并且絮凝是聚结的前奏。

       在乳液体系中增加电解质浓度，特别是反离子价数，则双电层的厚度减小，质点间静电排斥势能下降，导致Gmax显著下降，液珠将易于发生不可逆絮凝。这就是为什么加入电解质会使离子型表面活性剂稳定的乳状液絮凝乃至破乳的原因。

非离子表面活性剂的吸附不产生静电排斥力，但当质点相互靠近时，吸附膜的交叠将产生位阻排斥效应。这一效应起到了类似于静电排斥力的作用，防止了液珠的不可絮凝。因此说吸附膜是防止絮凝的主要屏障。絮凝的液珠之间仍隔有一层液膜。若此液膜破裂，则液珠将合并成更大的液珠，这一过程即为聚结。聚结的最终结果是油、水完全分成两相。

       成膜助剂是帮助乳液成膜的物质，一般是油性的，只有少量溶于水，大量存在于乳胶颗粒中。成膜助剂过量使用，则使乳胶粒子破乳。因此，需要添加一定量的表面活性剂，在液相中形成胶束容纳成膜助剂。同时表面活性剂会占据聚合物表面没有被乳化剂包围的空隙，使成膜助剂不能大量顺利地进入乳胶中，避免乳胶破乳，阻止凝胶的产生。

       流变改性剂会与颜填料粒子相吸附而产生絮凝，可以通过用水稀释的方法来改善。用水稀释流变改性剂，尽量使乳胶粒子不发生或少发生由于局部流变改性剂浓度过高而产生的局部乳胶破乳，发生絮凝。因为流变改性剂与乳胶粒子发生吸附而使液相流动受阻，改变流体的流变性。如果局部浓度过高，它们会拉动乳胶粒子靠近，产生互相挤压而使乳胶粒子破乳。

       为减少乳胶漆中的凝胶微粒，可采取如下方法：

      （1）在乳液加料过程中，要使搅拌器处于中低速度，避免过度剪切造成乳液破乳；

      （2）在调漆之前加入一定量的表面活性剂，以保护乳胶粒子不至于破乳；

      （3）增稠剂应用水稀释后加入(一些聚氨酯增稠剂用醇醚溶剂稀释)； 

      （4）成膜助剂应在乳液之前慢慢加入，也可以把部分成膜助剂加入制浆阶段。

       采用HEC时，有时会发生上层分水现象，这是因为纤维素分子吸附弱，极容易被漆中的润湿剂、乳液中的表面活性剂等所置换，游离于水相中。应根据体系选择羟乙基纤维素分子量和添加量，增稠剂线团的流体动力学直径应该不超过包围分散相的连续相的平均层厚度，分子量过大会使粘合剂和颜料颗粒发生絮凝；增稠剂的添加量应低于临界浓度C*（按马克·豪文方程C*=2.5/「η」),以避免过度重叠或缠结；采用HEC的分子量较高、添加量过多并同时使用疏水性强的缔合增稠剂，极易造成乳胶漆的快速絮凝分水。

较多的润湿剂，一方面使颜填料解絮凝，另一方面降低了增稠剂的吸附作用，使增稠剂分子更易于游离，最终造成分层。

       缔合型增稠剂分子吸附在一个以上的乳液粒子上，发生架桥现象，因为增稠剂宁可吸附在乳液粒子上而不在水中连接。在低增稠剂浓度下，没有足够的增稠剂与所有的粒子之间形成稳定的网络，当加入了更多的增稠剂时，更多的粒子就与絮凝体连在一起，当增稠剂的量已能满足所有的粒子，这时增稠剂-增稠剂分子在水中的开始连接。当把表面活性剂机加入处于架桥絮凝的絮凝体之中时，增稠剂就会从乳液粒子上解吸下来，成游离态，形成水相连接。在架桥絮凝区域，有絮凝体，还有处于布朗运动的游离乳胶粒子，絮凝体包裹着颜料粒子发生沉降，上层为水和乳胶粒子混合体。当体系中应用较大量的缔合型增稠剂时，一定量的表面活性剂会导致缔合型增稠剂完全从乳液粒子上解吸下来，非吸附的增稠剂使乳液粒子通过体积限制过程出现絮凝，在完全解吸情况下，需要大量增稠剂才能造成絮凝，这是由于聚氨酯类增稠剂的分子量较低、主链更为柔韧。在体积限制区域出现絮凝时，漆样表现为一个絮凝体和清液组成的两相体系，在清液中不存在乳液粒子。

       假塑性较弱的缔合增稠剂与苯丙、纯丙乳胶粒子缔合作用较弱，较高用量下也不会产生絮凝现象，同时获得适宜的中高剪切粘度和良好的涂刷性。