乳膠漆中金紅石型鈦白粉潤濕分散體系的選擇

姜佳麗，鄭小潔，李佳璐，梁敏儀，練翠霞

（順德職業技術學院 輕化與材料學院，廣東 佛山 528333）

潤濕與分散是制漆過程的中心環節，在顏料的研磨過程中潤濕、解聚和穩定化是三個不可分離的過程。潤濕主要目的是降低顏料與漆料的界面張力，是顏料粒子表面上的空氣被水或其他分散介質取代的過程，若是顏料沒有經過潤濕這一步，降低其表面張力［1］，它們的分散會需要很長時間而且效果很可能會不好；解聚是顏料多聚體在外力作用下相互游離的過程；而穩定化是指顏料經分散后不再發生絮凝（返粗）［2］的過程。選用得當的潤濕劑和分散劑組合能提高顏料的分散效果［3］并改善涂料的儲存穩定性，防止顏料在儲存期間沉降、結塊，影響施工，此外，顏料的良好分散還能改善涂料的光澤和遮蓋力［4-5］。然而，由于涂料品種和體系具有多樣性［6］，潤濕劑和分散劑的選擇工作也變得繁重。因此探討不同類型搭配的潤濕劑和分散劑體系對金紅石型鈦白粉及對涂料性能的影響有一定應用價值。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

原料：自來水、250HBR 纖維素、AMP-95、殺菌劑、水性鈉鹽分散劑WX-5045、水性非離子潤濕劑WX-2037、聚醚改性有機硅類消泡劑C596、聚醚類消泡劑WX-103、防霉劑、金紅石型鈦白粉、丙二醇、成膜助劑Texanol、苯丙乳液、堿溶脹型增稠劑TT-935。

實驗使用的潤濕劑和分散劑的種類如表1 所示。

表1 潤濕劑和分散劑種類表

1.2 儀器設備

實驗使用的主要儀器設備如表2 所示。

表2 實驗儀器

1.3 基礎配方

采用相同基礎配方做對比實驗，基礎配方如表3所示。

表3 基礎配方表

1.4 生產工藝

對比實驗采用相同的生產工藝，具體工藝流程如下：

1）按照配方加入纖維素和水，在220 r/min 的轉速下攪拌30 min；

2）按照配方依次加入AMP-95、殺菌劑、分散劑、潤濕劑、聚醚類消泡劑WX-103 和防霉劑，在600 r/min 的轉速下攪拌5 min；

3）按配方緩慢加入金紅石型鈦白粉，攪拌35 min 后取少量漿料用激光粒徑儀測細度；

4）按配方依次加入丙二醇、成膜助劑和苯丙乳液，在600 r/min 的轉速下攪拌15 min；

5）按照配方加入聚醚類消泡劑WX-103，加入AMP-95 助劑調節pH 至8～9，用水以1∶1 的質量比例來稀釋堿溶脹型增稠劑，調節黏度至80～90 KU。

6）把制得的乳膠漆倒入200 目過濾網中過濾，裝滿一個一次性杯子即可，然后用工字涂布器刮黑白卡，放置60 ℃的烘箱烘干，待黑白卡完全干燥后取出，剩下的乳膠漆用一次性手套和橡皮筋蓋好，觀察它的儲存穩定性。

2 結果與分析

對四種潤濕劑和四種分散劑搭配組合進行全面實驗，探索在乳膠漆制造過程中不同組合的潤濕、分散體系對金紅石型鈦白粉分散性能的影響以及對涂料性能的影響，主要指標包括實驗中的細度（平均粒徑）、光澤度、對比率和觀察涂料的儲存穩定性等。

2.1 對細度的影響

四種分散劑與四種潤濕劑全面組合實驗總共有16 種，用激光粒徑儀測得的這些組合的粒徑分布圖如圖1 所示。

其中，圖1-1 中a、b、c、d 表示的是水性鈉鹽分散劑WX-5045 與四種潤濕劑的搭配得到的粒徑分布圖，圖1-2 中a、b、c、d 表示的是水性非離子分散劑快易與四種潤濕劑的搭配得到的粒徑分布圖，圖1-3 中a、b、c、d 表示的是水性陽離子分散劑LDC-40 與四種潤濕劑的搭配得到的粒徑分布圖，圖1-4 中a、b、c、d 表示的是水性銨鹽分散劑WX-2038 與四種潤濕劑的搭配得到的粒徑分布圖，這四種潤濕劑分別依次是水性非離子潤濕劑WX-2037、水性鈉鹽潤濕劑W-1855、水性陽離子潤濕劑WX-3000、水性銨鹽潤濕劑D-26。

由1 圖可知，水性鈉鹽分散劑WX-5045 與四個不同型號不同種類的潤濕劑搭配得到的細度大?。簼櫇駝￤-1855＜潤濕劑D-26＜潤濕劑WX-3000＜潤濕劑WX-2037，其中它與水性鈉鹽潤濕劑W-1855 搭配得到的細度最小，從而說明這種搭配能使金紅石型鈦白粉分散最好；水性非離子分散劑快易與四種潤濕劑搭配，它與水性銨鹽潤濕劑D-26 搭配得到的細度最小，對金紅石型鈦白粉分散效果最好；水性陽離子分散劑LDC-40 與四個不同型號不同種類的潤濕劑搭配的細度大?。簼櫇駝〥-26＜潤濕劑WX-3000＜潤濕劑W-1855＜潤濕劑WX-2037，其中它與水性銨鹽潤濕劑D-26 搭配的細度最小，說明這搭配對金紅石型鈦白粉的分散性最好，此外，這搭配制得的涂膜基本無顆粒，僅有一點針眼；水性銨鹽分散劑WX-2038 與四個不同型號不同種類的潤濕劑搭配的細度大?。簼櫇駝￤-1855＜潤濕劑WX-2037＜潤濕劑WX-3000＜潤濕劑D-26，其中，它與水性鈉鹽潤濕劑W-1855 的搭配得到的細度最小，說明對金紅石型鈦白粉的分散效果最好。

圖1 16 種組合的激光粒徑儀測試結果圖

2.2 對干膜遮蓋力的影響

用對比率來表示干膜遮蓋力的好壞，對比率越大干膜遮蓋力越好；反之，對比率越小干膜遮蓋力越差。

表4 為不同組合的對比率結果，從表4 數據可知，水性銨鹽型分散劑WX-2038 和水性非離子潤濕劑wx-2037 搭配所得干膜的遮蓋力最好，對比率為94.90%，但總體來說，不同組合得到的干膜遮蓋力變化不大，集中在91.64%～94.90%之間。

表4 不同組合的對比率結果

2.3 對光澤度的影響

1）水性鈉鹽分散劑WX-5045 與四種潤濕劑搭配的涂膜光澤度見圖2。

圖2 水性鈉鹽分散劑WX-5045 與四種潤濕劑搭配的涂膜光澤度

由圖2 可知，水性鈉鹽分散劑WX-5045 與四個不同型號不同種類的潤濕劑搭配制得的涂膜的光澤度大?。簼櫇駝￤-1855＞潤濕劑WX-2037＞潤濕劑D-26＞潤濕劑WX-3000，其中它與水性鈉鹽潤濕劑W-1855 這搭配得到的涂膜的光澤度最高。

2）水性鈉鹽分散劑快易與四種潤濕劑搭配的涂膜光澤度見圖3。

圖3 水性鈉鹽分散劑快易與四種潤濕劑搭配的涂膜光澤度

由圖3 可知，水性非離子分散劑快易與四個不同型號的潤濕劑搭配的光澤度大?。簼櫇駝〥-26＜潤濕劑W-1855＜潤濕劑WX-2037＜潤濕劑WX-3000，其中它與水性銨鹽潤濕劑D-26 搭配的光澤度最高。

3）水性鈉鹽分散劑LDC-40 與四種潤濕劑搭配的涂膜光澤度見圖4。

圖4 水性鈉鹽分散劑LDC-40 與四種潤濕劑搭配的涂膜光澤度

由圖4 可知，水性陽離子分散劑LDC-40 與四個不同種類不同型號的潤濕劑搭配制得的涂膜光澤度大?。簼櫇駝￤-1855＞潤濕劑WX-2037＞潤濕劑D-26＞潤濕劑WX-3000，其中它與水性鈉鹽潤濕劑W-1855 搭配的涂膜光澤度最高，此外，這搭配制得的涂膜表面有少許顆粒和一點針眼。

4）水性鈉鹽分散劑WX-2038 與四種潤濕劑搭配的涂膜光澤度見圖5。

圖5 水性鈉鹽分散劑WX-2038 與四種潤濕劑搭配的涂膜光澤度

由圖5 可知，水性銨鹽分散劑WX-2038 與四個不同型號不同種類的潤濕劑搭配制得的涂膜的光澤度大?。簼櫇駝￤X-2037＞潤濕劑D-26＞潤濕劑WX-3000＞潤濕劑W-1855，其中它與水性非離子潤濕劑WX-2037 搭配制得的涂膜的光澤度最高。

2.4 結果分析

在相同的施工條件下，對于水性鈉鹽分散劑WX-5045 與四個不同型號不同種類的潤濕劑進行搭配，與水性鈉鹽潤濕劑W-1855 搭配對金紅石型鈦白粉的分散效果最好，由于顏料在基料中的分散越均勻，越有助于形成平整光滑的漆膜，所以這搭配制得的涂膜光澤度也最高，涂膜表面有一點顆粒和縮孔，它與水性銨鹽潤濕劑D-26 搭配制得的涂膜的對比率最高，說明這搭配的涂膜遮蓋性最好，這搭配制得的涂膜基本無顆粒，有一點針眼。另外，據實驗觀察，水性鈉鹽分散劑WX-5045 與這四種潤濕劑在一個月內的儲存穩定性都很好。

水性非離子分散劑快易與四個不同型號不同種類的潤濕劑搭配，與水性銨鹽潤濕劑D-26 這搭配得到的細度最小，對金紅石型鈦白粉分散效果最好，由于顏料在基料中的分散越均勻，越有助于形成平整光滑的漆膜，所以這搭配制得的涂膜光澤度也最高，涂膜基本無顆粒，僅有一點針眼；與水性陽離子潤濕劑WX-3000 搭配制得的涂膜的對比率最高，說明這搭配制得的涂膜遮蓋性最好，涂膜無針眼，僅有一點顆粒。據實驗觀察，這四種搭配的體系在一個月內的儲存穩定性都很好。

水性陽離子分散劑LDC-40 與四個不同型號不同種類的潤濕劑搭配中，它與水性銨鹽潤濕劑D-26 搭配得到的細度最小，對金紅石型鈦白粉分散效果最好（實驗過程發現這搭配制備出來的乳膠漆有成團現象），制得的涂膜基本無顆粒，僅有一點針眼；它與水性鈉鹽潤濕劑W-1855 的搭配能使涂膜的光澤度達到最高，制得的涂膜有少許顆粒和僅有一點針眼；它與水性非離子潤濕劑WX-2037 搭配能使涂膜的對比率達到最高，涂膜的遮蓋效果最好，涂膜基本無顆粒和僅有少許針眼。據實驗觀察，這四種搭配的體系在一個月內的儲存穩定性都很好。

水性銨鹽分散劑WX-2038 與四個不同型號不同種類的潤濕劑的搭配，它與水性鈉鹽潤濕劑W-1855的搭配能使金紅石型鈦白粉的分散效果最好，制得的涂膜有一點顆粒和針眼；它與水性非離子潤濕劑WX-2037 搭配制得的涂膜的光澤度和對比率達到最高，制得的涂膜有一點顆粒和針眼（實驗發現這搭配制得的乳膠漆會有輕微的成團現象）。此外，據實驗觀察，這四種搭配制得的乳膠漆體系在一個月內的儲存穩定性都很好。

3 結論

通過研究在相同施工條件下，不同類型搭配的分散劑和潤濕劑對金紅石型鈦白粉分散效果和涂膜的影響，可以發現，當分散劑和潤濕劑合理使用時，確實能對金紅石型鈦白粉起到很好的分散作用，水性鈉鹽分散劑WX-5045 和水性鈉鹽潤濕劑W-1855搭配的分散效果最好；顏料在基料中分散得越均勻，得到的平均粒徑也就越小，越有助于形成平整光滑的漆膜，但不一定制得的涂膜光澤度就是最高的，細度的大小不是判斷涂膜光澤度高低的唯一標準；不同搭配的分散劑和潤濕劑組合對顏料的遮蓋性能影響不大。