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乳膠涂料知識問答及配方設(shè)計
基料樹脂
一般說來，我們先根據(jù)涂料的使用要求，即涂料在工作環(huán)境下應(yīng)具備的性能指標(biāo)來選定和，再根據(jù)施工要求和選定的基料來確定，在此基礎(chǔ)上再來考慮涂料的或等，形成一個。涂料中各組成的絕對數(shù)量和它們的相對比例對涂料的性能有很大影響。其中只要有一個組分選擇不當(dāng)，涂料的性能就會變差。
什么是乳膠涂料的顔/基比（P/B）？
在乳膠涂料中，基料與顔料是重要的組成部分，在顔料和基料已經(jīng)確定的情況下，涂膜的構(gòu)造和物理性能基本上取決于二者之比。所謂顔/基比是指顔料分(即顔料和填料)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)對固體樹脂(不揮發(fā)分)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的質(zhì)量比，通常用P/B來表示。
顔料體積濃度（PVC）
在進(jìn)行乳膠涂料配方設(shè)計時，往往是以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。然而構(gòu)成乳膠涂料的樹脂、顔、填料及其他固體添加劑，它們的密度差異很大，因此它們在整個涂膜中的體積分?jǐn)?shù)顯著不同。而在確定涂料干膜性能時，體積分?jǐn)?shù)比質(zhì)量分?jǐn)?shù)更為重要。特別是對不同配方的涂料進(jìn)行性能比較試驗(yàn)時，其體積分?jǐn)?shù)的重要性更為突出。顔料體積濃度是涂膜中顔料的體積在涂膜總體積中所占的百分比，以PVC來表示。
臨界顔料體積濃度（CPVC）
臨界顔料體積濃度是指基料聚合物正好覆蓋顔料粒子表面并充滿顔料粒子堆積空間時的顔料體積濃度，通常用CPVC表示。
P/B在設(shè)計涂料配方時起什么作用？
在研究涂料中顔料和基料間的質(zhì)量關(guān)系時，只需簡單的數(shù)字運(yùn)算，在配方的最初設(shè)計階段是非常實(shí)用的。在實(shí)際應(yīng)用中，按涂料的P/B來進(jìn)行內(nèi)用、外用乳膠涂料的分類是可行的。通常外用型的P/B為(2.0～4.0)：1.0，較為適宜的是3.0：1.0。而內(nèi)用乳膠涂料在(4.0～7.0)：1.0范圍內(nèi)。如為有光乳膠涂料，P/B往往要小于1.0。
通過P/B可以大概推知涂料的某些性能。P/B高的配方，其性能不適于戶外使用，因?yàn)橥鈮ν苛弦笥辛己玫哪途眯约澳秃蛐裕^少的基料不能在大量顔、填料粒子周圍形成連續(xù)涂膜。運(yùn)用P/B的概念，可以設(shè)計出各種類型乳膠涂料的配方。
PVC、CPVC在設(shè)計涂料配方時起什么作用？
在對具有不同組成的涂料進(jìn)行對比試驗(yàn)時，只用P/B就很難說明問題。通過對PVC的了解對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的解釋更為科學(xué)。因?yàn)橥苛系脑S多物理性能與其組成變化有一非常明確的對應(yīng)關(guān)系。C.P.V.C.值是色漆配方中的一個重要參數(shù)。當(dāng)配方中的P.V.C.值低于C.P.V.C.值時，基料的數(shù)量除了潤濕顔料之外還可使顔料質(zhì)點(diǎn)牢固地分散在基為中間，使涂膜的澤度高，難以生銹、透水透氣性低，有氣泡產(chǎn)生。
在低PVC配制涂料時，顔料粒子分散在基料聚合物的連續(xù)相里，形成所謂“海-島”結(jié)構(gòu)。
在達(dá)到CPVC值時，涂膜中恰好有足夠的基料潤濕質(zhì)點(diǎn)。但隨著顔料的增加，PVC超過某一極限值時，基料聚合物就不能將顔料粒子間的空隙完全充滿，這些未被填充的空隙就潛藏在涂膜中，因而涂膜的物性以該P(yáng)VC的極限值為界限，開始急劇下降。所以，高性能或外用涂料配方的PVC一般不應(yīng)超過CPVC，否則涂膜許多物性將受到不利影響。反之，一般性能或內(nèi)用涂料配方的PVC可超過CPVC。外用涂料的PVC一般為30%～55%，內(nèi)用涂料的PVC可更大些，一般為45%～70%。為了節(jié)省資源和降低成本，高PVC乳膠涂料的研究已成為發(fā)展建筑涂料的重要內(nèi)容之一，故應(yīng)引起對高PVC涂料的乳液產(chǎn)品的注意。
下面以設(shè)計一個內(nèi)墻乳膠漆為例
1.首先確定待設(shè)計乳膠漆的性能要求
內(nèi)墻用乳膠漆的使用環(huán)境對于乳膠漆的物理性能沒有特殊要求，但要能很容易地用水和清洗劑清洗污跡。對于施工性能，內(nèi)墻乳膠漆的要求是要有良好的流平性，施工時不能出現(xiàn)涂刷接頭和太顯眼的刷痕。此外，我國目前乳膠漆的施工習(xí)慣，大多數(shù)是滾涂和刷涂相結(jié)合的方法。對于這種施工方法，乳膠漆的粘度(涂-4杯)應(yīng)控制在45～55s的范圍內(nèi)。
關(guān)于貯存性能，一般要求在貯存過程中應(yīng)有良好的懸浮性，至少不應(yīng)有結(jié)塊性沉淀，以方便施工和保證涂料性能。最后，還應(yīng)注意乳膠漆在低溫施工時的成膜問題以及在貯存過程中的防霉變問題等。
2.選擇基料種類并確定其用量
涂料的配方有兩種基料可供選擇，一是選用聚醋酸乙烯乳膠漆，二是選用苯丙乳液材料易購，加之市場上比較流行，因而選用苯丙乳液配制，即設(shè)計的是苯丙乳膠漆的配方。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知道，內(nèi)用苯丙乳膠漆的苯丙乳液用量為25%時就能配制出性能很好的乳膠漆來;而從上面介紹的顔料-基料比也可以知道，內(nèi)用乳膠漆的顔料-基料比范圍為3～7：1，這里選擇苯丙乳液的用量為25%。
3.確定顔(填)料種類及用量
以白色乳膠漆為例，在普通用途的內(nèi)用乳膠漆中常用的顔(填)料有鈦白粉(內(nèi)用乳膠漆可選用銳鈦型)、立德粉、碳酸鈣、滑石粉和硅灰石粉或重質(zhì)碳酸鈣等5種。根據(jù)內(nèi)用乳膠漆的顔料-基料比為3～7：1的范圍，這里選擇3.3：1。若苯丙乳膠漆的用量為25%，并假設(shè)，其在乳膠漆中的固體含量為12%，顔(填)料的總量為40%。
顯然，這樣大量的顔料用量，僅用鈦白粉和立德粉既使乳膠漆的市場價格難以承受，也是沒有必要的，因而采用顔料和填料搭配使用的方法。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將上述5種顔(填)料搭配使用如下(%)：鈦白粉10;立德粉40;碳酸鈣15;滑石粉20;硅灰石粉15。按總量40%，折合成在乳膠漆中的用量(%)就是：鈦白粉4;立德粉16;碳酸鈣6;滑石粉8;硅灰石粉6。
4.確定助劑的種類及其用量
上面所確定的是乳膠漆的基本組分，為了滿足性能上的要求。
5.試配及檢驗(yàn)
確定了初步設(shè)計配方以后，即可以按照一這的程序試配，并對所得到的乳膠漆進(jìn)行最直觀的涂刷性能(流平性、流掛性等)和粘度等進(jìn)行初步檢測。
6.配方調(diào)整
在性能的初步檢驗(yàn)時可能會發(fā)現(xiàn)，乳膠漆的粘度很低，經(jīng)短時間的貯存即有明顯的沉淀，而且漆膜看起來也可能顯得很粗糙，成本也可能偏高了。
7.進(jìn)行綜合性檢測
本步驟主要地使用經(jīng)過調(diào)整的(粘度、涂刷性能等已經(jīng)滿意)配方，配制適當(dāng)量的乳膠漆，進(jìn)行全面的性能檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果對配方再進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
乳膠漆的生產(chǎn)過程
乳膠漆的生產(chǎn)一般有兩種方法，一種是色漿法，即把顔料、填料先調(diào)入已溶解有潤濕分散劑的配方水中，經(jīng)過高速分散或研磨制得色漿。用氨水或其他PH值調(diào)節(jié)劑將乳液的PH值調(diào)至7～8后，根據(jù)工藝條件可以直接和助劑、色漿混合均勻后再和乳液混合均勻制成乳膠漆;另一種方法是直接法，即將顔料、填料分散于基料中，再和助劑等一起分散均勻再進(jìn)行研磨。
前一種方法由于先制色漿，可以反復(fù)多次分散或研磨，制成品的細(xì)度較高，從而給漆料帶來一系列優(yōu)異性能。無論是著色顔料還是體質(zhì)顔料，在買來的時候，都是由數(shù)百個到數(shù)千個一次粒子凝聚起來的二次粒子組成的。在和乳液混合的時候，或是將顔料的二次粒子還原成一次粒子后再混合，或是將二次粒子直接加到乳液中去，據(jù)此，配制方法也有明顯的不同。前一種混合方法叫做研磨著色法或色漿法。后一種方法叫做干著色法。
色漿水是對顔料二次粒子施加大量的機(jī)械能，使其先在水中解聚、分散形成色漿，再與基料混合。與此相反，干著色法是將顔料二次粒子直接加入到基料中進(jìn)行攪拌。因此，兩種配制方法所制造的涂料，其固體分和顔料的解聚、分散狀態(tài)明顯不同。
(1)色漿法
色漿法制造乳膠涂料的流程：首先，將顔料分散劑和濕潤劑、增稠劑水溶液、水及其他組成物用捏合機(jī)或攪拌漿機(jī)進(jìn)行預(yù)混合，再用膠體磨或砂磨機(jī)將顔料二次粒子解聚、分散，調(diào)制成顔料漿。把顔料漿移到攪漿機(jī)中，然后，把預(yù)先(根據(jù)需要)加有增塑劑和成膜助劑的乳液加進(jìn)去，進(jìn)行混合。加水調(diào)節(jié)粘度，這樣就制得乳膠涂料。最后經(jīng)過濾，裝罐即得成品。
(2)干著色法
干著色法是將乳液、顔料和添加劑在攪漿機(jī)或捏合機(jī)中混合制得涂料的。用干著色法制備涂料比色漿法工藝簡單，而且可以制得高濃度涂料，其缺點(diǎn)是顔料分散狀態(tài)不能達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。此外，由于用作基料的乳液要經(jīng)受比較苛刻的條件，所以對顔料混合穩(wěn)定性的要求很高。干著色法出現(xiàn)的這些問題完全是因?yàn)轭喠狭Ｗ有纬闪硕瘟Ｗ铀斐傻摹Ｒ簿褪钦f，當(dāng)把二次粒子加到乳液中時，多孔的二次粒子就很快將水吸入孔中，乳液粒子因二次粒子表面的過濾作用局部被 濃縮，形成濕潤膜。如果對膜施加外力，二次粒子將會解聚，但如果濕潤膜太堅韌，就很難解聚了。
乳液聚合物的硬度對涂膜性能有什么影響？
一般來說，聚合物乳液是共聚體，以能形成剛性聚合物的單體(硬單體)和形成柔韌聚合物的單體(軟單體)搭配在一起共聚而得。
乳膠涂料中使用的典型硬、軟單體有：硬單體 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等;軟單體 丙烯酸高級烷基酯、順丁烯二酸和反丁烯二酸的高級烷基酯、高級乙烯基酯、乙烯、丁二烯等。
性乳液聚合物對于成膜性、初期光澤和伸長性等涂膜性能有利，但單體的選擇、考慮的方面很多，例如粘結(jié)力、顔料結(jié)合力、保色性和耐候性等不僅僅是由硬度一個方面支配，故單體的選擇必須綜合考慮。硬性乳液聚合物對涂膜的耐污染性、耐劃傷性和保光性有利，但涂膜的耐洗刷性和經(jīng)濟(jì)性也是選擇單體時要同時考慮的。要選擇適當(dāng)硬度的乳液聚合物來保證最終涂膜的耐堿、耐水及各種性能。
如何提高乳膠涂料的遮蓋力？
乳膠涂料遮蓋力的好壞與所用顔料遮蓋力強(qiáng)弱有直接關(guān)系。涂料的遮蓋力不足，說明使用遮蓋力較強(qiáng)的顔料不夠，造成填料耗用過多，這是由于涂料廠為了降低成本，大量采用各種填料來代替遮蓋力較好的顔料造成的。另外，涂料的粘度過稀、攪拌不均勻、施涂不均勻等都會造成遮蓋力不足。當(dāng)?shù)淄颗c面涂的顔色相差過大時，即使使用一般遮蓋力的涂料，也會顯得遮蓋力不足。為了提高涂料的遮蓋力，應(yīng)選用遮蓋力強(qiáng)的顔料，如鈦白、立德粉等。填料的加入量要適當(dāng)，在保證質(zhì)量的前提下再考慮降低成本。另外，在涂料施涂前和施涂過程中應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆?，并注意調(diào)節(jié)好涂料的施工粘度。
施工時要仔細(xì)認(rèn)真，不應(yīng)出現(xiàn)漏刷。掌握好這幾點(diǎn)，都有助于遮蓋力的提高。在基材顔色與面涂顔色相差過大時，為保證良好的遮蓋力，可薄薄地多涂刷一道涂料。
造成乳膠涂膜起皮、剝落的原因是什么？
(1)乳膠涂料本身成膜有好，即乳液未成連續(xù)透明膜而造成龜裂，遇水即會脫落。
(2)涂料組分中顔、填料的含量過高，樹脂含量過低，造成涂膜附著力差。
(3)基層疏松，有浮塵、油污等不潔物，涂膜與基層粘附不好。
(4)基層找平時所用膩?zhàn)诱辰Y(jié)強(qiáng)度低，膩?zhàn)訉游锤稍锛词┩客苛稀?span style="display:none">hDK膩?zhàn)幽z粉_可再分散乳膠粉_羥丙基甲基纖維素_聚丙烯纖維_木質(zhì)纖維素_北京萬圖明科技有限公司
(5)基材過于平滑，易造成涂膜附著力不好。
如何防止乳膠涂膜起皮、脫落？
(1)施工溫度應(yīng)在10℃以上，成膜助劑選用要得當(dāng)，加量適宜，以保證乳液形成連續(xù)涂膜。
(2)根據(jù)不同使用場合及要求，選擇合適的顔-基比。不能為降低成本而過多增加顔、填料用量。
(3)基層應(yīng)處理好，將疏松層鏟掉，將浮塵、油污清理干。
(4)根據(jù)內(nèi)、外墻的不同要求，選擇粘結(jié)強(qiáng)度好的膩?zhàn)訉硬豢蛇^厚(以找平墻體為準(zhǔn))，一定要等膩?zhàn)痈稍锖笤偈┩客苛稀?span style="display:none">hDK膩?zhàn)幽z粉_可再分散乳膠粉_羥丙基甲基纖維素_聚丙烯纖維_木質(zhì)纖維素_北京萬圖明科技有限公司
(5)過于光滑的基材應(yīng)用界面劑處理，以增強(qiáng)涂料的附著力，減少脫落。
乳膠涂料及涂膜產(chǎn)生病態(tài)的原因是什么？
乳膠涂料及其涂膜產(chǎn)生的病態(tài)，可在涂料施工前產(chǎn)生，也可在施工期間或施工后出現(xiàn)。因此產(chǎn)生病態(tài)的因素很多，主要有以下幾方面。
(1)乳膠涂料本身的質(zhì)量：乳膠涂料所用基料及其性質(zhì)、基料與顔、填料的比例(PVC或P/B的確定)、顔、填料的細(xì)度及在基料中的分散狀況、助劑的選擇及用量是否合適等。
(2)施工基層狀況：基層材質(zhì)、表面粗糙程度、墻體濕度、PH值、養(yǎng)護(hù)期及基材處理是否得當(dāng)、所用膩?zhàn)淤|(zhì)量等。
(3)涂裝工藝：涂層厚度、施工程序、是否有底涂與面涂相配套、每道涂料之間的間隔長短等。
(4)施工操作：在施工前涂料是否攪拌均勻，是否任意兌水稀釋，施工機(jī)具質(zhì)量或運(yùn)轉(zhuǎn)情況，操作人員的施工技術(shù)是否熟練等。
(5)施工環(huán)境：施工時的氣候條件，如溫度、濕度、是否刮風(fēng)下雨等。了解涂料及涂膜產(chǎn)生病態(tài)的因素，有助于有的放矢地采取預(yù)防措施。
乳膠涂料為什么會產(chǎn)生流掛？如何克服？
(1)涂料本身粘度過低，或兌水過多。
(2)涂料施涂過厚，流掛或流淌與涂膜厚度成正比例關(guān)系。
(3)在涂料中，含有較多的密度大的顔、填料。
(4)施工環(huán)境的濕度過大或溫度過低。
(5)噴涂距離過近或涂料施工前未攪拌均勻。
為避免施工中流掛、流淌現(xiàn)象的發(fā)生，可采取以下預(yù)防措施。
(1)使涂料粘度適中，達(dá)到施工粘度，一般應(yīng)在25秒(涂-4杯)以上。
(2)控制施涂厚度，一般控制在膜厚(20～25)um為宜(指干膜)。
(3)在設(shè)計乳膠涂料配方時，不要過多地使用密度較大的顔、填料。
(4)施工環(huán)境的溫度應(yīng)保持在10℃以上，濕度應(yīng)小于85%。
(5)在施工前應(yīng)將涂料攪拌均勻，不斷提高施工操作人員的技術(shù)水平，保證施涂質(zhì)量。
為什么外墻乳膠涂料常出現(xiàn)變色或褪色現(xiàn)象？有什么預(yù)防措施？
外墻乳膠涂料由于其涂膜長年曝露于自然環(huán)境中，經(jīng)受風(fēng)吹、雨淋、日曬，時間久了外觀會發(fā)生變經(jīng)，最常見的便是涂膜的變色和褪色問題。但各建筑物變色、褪色的程度及方式不同。一般來講，如果建筑物整體表面均勻一致地變色或褪色，即使程度較為嚴(yán)重，也比局部變色或褪色易于被人們所接受。
涂膜的變色和褪色通常是與基料和顔料有關(guān)。某些有機(jī)顔料耐光性能差，不耐堿，在受日光、化學(xué)藥品、大氣污染等作用下，顔料會質(zhì)變。有些顔料的粉化現(xiàn)象也造成涂膜的褪色，如銳鈦型二氧化鈦粉化現(xiàn)象較明顯?；系狞S變傾向及耐候性差也會引起變色及褪色。因此在設(shè)計外墻乳膠涂料的配方時，一定要選擇耐候性好的基料和顔料，如純丙乳液、苯丙乳液及金紅石型鈦白、氧化鐵系、酞菁系顔料。這對避免或減少涂膜的變色和褪色是十分重要的。這也是內(nèi)、外墻乳膠涂料所用基料及顔料不同的原因所在。
涂料的涂膜發(fā)花、色不均勻是什么原因造成的？
造成乳膠涂料涂膜發(fā)花、色不均勻的原因很多，既有涂料本身的原因，也有施工及基材表面等因素的影響。涂膜發(fā)花、顔色不均勻是建筑涂料施工中最常出現(xiàn)也最令人頭疼的問題，只有了解并找到產(chǎn)生問題的原因才能對癥下藥，有針對性地采取措施。
(1)涂料本身有浮色。涂料最終顯現(xiàn)的顔色是由多種顔料調(diào)合出來的。每種顔料的密度不同，有時差異較大，造成密度小的顔料顆粒飄浮于上面，密度大的顔料顆粒在下部發(fā)生聚集，致使顔色分離。經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，涂刷干燥后，涂層仍易產(chǎn)生色澤上的差異。
(2)涂料中顔料分散不好，或兩種以上的顔料相互混合不均勻，也是造成顔色發(fā)花的重要原因之一。顔料分散不好或密度相差過大，在刷涂或輥涂施工時，在刷、輥方向上產(chǎn)生條紋狀色差，即有浮色產(chǎn)生。另外在涂膜干燥后，由于顔料顆粒飄浮而使其分布不均勻產(chǎn)生浮斑。
(3)在施工中，由于涂刷不均勻，厚薄不均勻，施工技術(shù)不熟練等都會造成顔色深淺不一。
(4)基層表面粗糙度不同，對所施涂料吸收不均勻，基層堿性過大，也易造成色澤不均勻。腳手架遮擋部位在重新噴或刷涂涂料時，涂布量及涂料色調(diào)可能與大面積的不同，也會造成色澤不均。
如何克服涂膜發(fā)花和色調(diào)不均勻現(xiàn)象？
為了克服涂膜發(fā)花、色調(diào)不均勻現(xiàn)象可采取如下預(yù)防措施。
(1)選用適宜的顔料分散劑，最好將有機(jī)、無機(jī)分散劑匹配使用，使顔料處于良好的穩(wěn)定分散狀態(tài)。
(2)適當(dāng)提高乳膠涂料的粘度。如果粘度過低，浮色現(xiàn)象嚴(yán)重;粘度偏高時，即使密度相差較大的顔料也會減少分層的傾向。
(3)施工前應(yīng)充分?jǐn)嚢柰苛?，使之均勻，沒有浮色或沉淀。施工時，不要任意兌水稀釋。
(4)施工時應(yīng)力求均勻，嚴(yán)格按照操作規(guī)程時行。涂膜不宜過厚，涂膜越厚，越易出現(xiàn)浮色發(fā)花現(xiàn)象。
(5)基層含水率﹤10%，PH值﹤10。為使基層吸收涂料均勻，最好施涂封閉底漆。對于外墻乳膠涂料的施工，這點(diǎn)很重要。
(6)被腳手架遮擋的部位在重新噴涂或刷涂時，要認(rèn)真操作，涂布量不要少于規(guī)定的數(shù)量且盡量且盡量使用同一批涂料，以確保整體飾面顔色的一致。
外墻乳膠涂膜為什么有時會出現(xiàn)裂紋？
乳膠涂料的基料采用的是不同類型的乳液，每一種乳液都有相應(yīng)的最低成膜溫度。如果為了搶工期，在較低的氣溫下施涂乳膠涂料，達(dá)不到乳液的成膜溫度，乳液不能形成連續(xù)的涂膜，導(dǎo)致外墻乳膠涂料出現(xiàn)裂紋?；鶎犹幚聿划?dāng)，如水泥墻面的開裂，也會造成涂膜開裂。當(dāng)?shù)淄炕虻谝坏劳繉邮┩窟^厚而又未完全干燥時即施涂面層或第二道涂料，由于內(nèi)外干燥速度不同，造成涂膜開裂。為避免此種現(xiàn)象的發(fā)生，首先應(yīng)避免在低于10℃的氣候條件下施工。如果施工溫度偏低，應(yīng)提高乳液成膜助劑的用量，而不能沿用一般的助劑加量。另外，要將基層處理好，最好不使用水泥膩?zhàn)印Ｍ繉雍穸葢?yīng)符合工藝操作要求，底涂層或第一道涂料必須完全干燥后方可施涂面層。
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