為了給客戶提供滿足需求的水性樹脂解決方案,德科美應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)展開了深入的研究。上一期分享了延長水性雙組分聚氨酯活化期的妙招,從本期開始關(guān)注水性閃光漆定向與防沉,敬請期待!
溶劑型(油性)閃光漆體系的定向與防沉手段中,常見的主要有采用快干樹脂、纖維素類(CAB、硝化棉等)、蠟漿等類、偏快干溶劑體系設(shè)計(jì)以及適當(dāng)?shù)氖┕すに嚭蛥?shù)等。這些手段可靈活選取、搭配實(shí)施,相應(yīng)的效應(yīng)顏料排列與防沉效果的表現(xiàn)也較為突出。
但在水性閃光漆體系中,以上手段、措施不能簡單地照搬或者套用。不少水性涂料技術(shù)人員選用了市面上很多標(biāo)稱的水性定向助劑產(chǎn)品后發(fā)現(xiàn),其中絕大部分的樣品并沒能起到預(yù)想之效果。
除其中夸大宣傳的嫌疑外,更大的可能是:要達(dá)到宣傳中的效果,需要滿足一些潛在的前提條件或者是多個(gè)因素的綜合作用。故較為全面地認(rèn)識(shí)影響水性體系中效應(yīng)顏料定向與防沉的因素,配方中合理地采用、搭配和多方位控制就顯得十分必要。
水性鋁粉漆體系一般應(yīng)具備較強(qiáng)的觸變性,具體說來是:低剪高黏度、高剪低黏度。這對閃光漆的排列定向有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義:低剪高黏度,能夠有效的控制效應(yīng)顏料定向并抑制其沉降;高剪低黏度,則能夠保證涂料較好地被均勻霧化,從而確保涂膜的薄涂性和均勻性。
涂料體系的觸變性有一個(gè)重要的衡量指標(biāo),即觸變指數(shù)。它是體系在特定的低/高剪速率下的旋轉(zhuǎn)黏度值之比。
體系的這一特性主要源自于以水為主體的溶劑體系中,樹脂和助劑的綜合作用。它們可以各自相對獨(dú)立地提供這種觸變性,也可以是發(fā)生相互作用后共同提供。
此外,體系的溶劑(主要為水分)釋放性同樣至關(guān)重要。抓住這兩點(diǎn),就能較好地把握住水性閃光漆定向與防沉性能的關(guān)鍵。
1材料類因素
1.1水性樹脂
眾多實(shí)驗(yàn)顯示,水性樹脂本身特性是影響配方排列效果諸因素的決定性因素之一。選擇合適的樹脂或樹脂搭配,是水性閃光漆配方排列效果的重要前提。
總結(jié)起來,這些樹脂往往分別或同時(shí)具備如下兩種特性:
1.1.1能夠?yàn)轶w系提供觸變性
自身具備強(qiáng)觸變性
一些乳液類樹脂(如丙烯酸乳液)因其自身具備特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其乳膠粒子具備在胺類中和劑和/或助溶劑的作用下迅速溶脹的特性,并在表面同種電荷間排斥力的作用下迅速擠占大量的自由空間。
體系靜止時(shí),這種微觀結(jié)構(gòu)增大了乳膠粒子間發(fā)生碰撞的概率以及產(chǎn)生相對位移時(shí)的阻力,宏觀上則表現(xiàn)為體系黏度增大;當(dāng)對其施加外界剪切力后,剪切力克服例子間的阻力閾值后破壞了這種微觀結(jié)構(gòu)和分布,重新排布后宏觀上即表現(xiàn)為黏度下降,即上述的低剪高黏度、低剪高黏度的特點(diǎn)。見下圖。
黏度剪切前后示意圖
這類觸變樹脂開辟了一條不依靠觸變劑而讓體系產(chǎn)生觸變性的閃光漆技術(shù)路線,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于水性工業(yè)閃光漆中,如汽車OEM、汽車修補(bǔ)漆等。
韶關(guān)德科美化工有限公司研發(fā)的核殼結(jié)構(gòu)的功能性水性丙烯酸乳液,由水性丙烯酸樹脂、水和中和劑N、N-二甲基乙醇胺組成。在堿性條件下,樹脂黏度增加,再添加乙二醇丁醚或丙二醇丁醚,樹脂具有極強(qiáng)的觸變性。
利用這一特性,一方面可以用于水性鋁粉漆中提供優(yōu)異的鋁粉定位,另一方面可以用于水性色漆或中涂,提高涂料的穩(wěn)定性和施工性。
1.1.2干性快
即樹脂體系能快速釋放水分等溶劑成分,也意味著濕膜能快速地完成水分揮發(fā)/體積收縮的過程,最大限度地抑制效應(yīng)顏料在干燥過程中的不規(guī)律移動(dòng)和翻轉(zhuǎn),使其最大限度地實(shí)現(xiàn)在干膜中的排列取向一致,保證其總體排列效果。
水性樹脂的干性受多因素影響,例如樹脂的分子量、Tg值及特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如核殼結(jié)構(gòu))等。
(未完待續(xù))