一文看懂水性涂料浮色

時間：2023-02-10作者：廣東核心新材料股份有限公司瀏覽：307

一、浮色和發(fā)花的區(qū)別







浮色與發(fā)花相似，但又有所不同。發(fā)花是顏料在水平方向發(fā)生分離，導(dǎo)致涂膜表面顏色不均。而浮色是顏料在垂直方向上發(fā)生變化，表面顏色較均勻，但垂直面顏色不均。




二、靜態(tài)浮色和動態(tài)浮色




浮色分為靜態(tài)浮色和動態(tài)浮色，靜態(tài)浮色是指在儲存過程中，一種或多種顏料浮至表面的現(xiàn)象。動態(tài)浮色是指在涂膜干燥過程中，顏料粒子浮至表面，顏色發(fā)生變化的現(xiàn)象。




三、浮色測試方法




判斷浮色的方法是指研法，即用手指揉磨具有一定流動性的涂層，待涂層失去流動性后觀察未揉搓和揉搓后涂層的色相。如果兩處的色相存在差異，說明涂膜在干燥過程中發(fā)生浮色現(xiàn)象。




四、浮色的原因







1、樹脂粒徑/分子量：樹脂體系粒徑/分子量較小，對色漿的包裹力度不夠容易產(chǎn)生浮色，在樹脂不變的前提下，選用大分子量的分散劑對顏料進(jìn)行包裹，可以減少浮色產(chǎn)生；

2、分散劑的選擇：分散劑的選擇尤為重要，對浮色影響較大，盡可能選擇與樹脂HLB值接近、多種錨定基團(tuán)的分散劑，或加入多種不同HLB值的分散劑形成連續(xù)相；

3、顏料親和力：顏料和基料之間的親和力不同，潤濕性不好或含水量過高就易產(chǎn)生貝納德漩渦；

4、顏料大小與密度：各種顏料的粒徑大小和密度不同，差距越大，在涂膜干燥過程中，大顆粒高密度的顏料微粒越會向下沉降，導(dǎo)致浮色；

5、涂料粘度：涂料粘度越低，貝納德漩渦對流速度越快，越容易產(chǎn)生浮色；

6、揮發(fā)梯度：涂料成膜時，濕膜的溶劑揮發(fā)發(fā)生于表面，因而表面密度就大于本體，導(dǎo)致內(nèi)部表面張力不同，也會造成浮色




五、分散劑的選擇







在靜止?fàn)顟B(tài)下，涂料發(fā)生浮色現(xiàn)象主要與不同材料的HLB值的相匹配性有關(guān)。在涂料體系中，親油物質(zhì)的表面張力比較小，在儲存過程中傾向于向涂料的表面移動，導(dǎo)致體系內(nèi)顏料在垂直方向分布不均勻，發(fā)生浮色現(xiàn)象；

選擇合適的分散劑使不同顏料的HLB值相匹配，減少浮色產(chǎn)生。HLB值相差較大的顏料的表面包裹后的HLB值需要接近，可采用多種分散劑在顏料表面形成連續(xù)相，以穩(wěn)定顏料微粒，且接近樹脂體系的HLB值；

指研后如發(fā)現(xiàn)指研區(qū)域發(fā)黑，涂料表面發(fā)白，則體系為浮白，若體系為純水體系，樹脂乳化程度較高，則需要提高白色漿的親水性?？偟膩碚f就是通過表面處理，讓不同材料的親水親油值達(dá)到統(tǒng)一，盡可能形成均一相。

提高涂料的黏度可以有限減慢浮色現(xiàn)象發(fā)生的動力學(xué)過程，使體系變得相對穩(wěn)定。選擇多錨定基團(tuán)和大分子分散劑可以減少浮色的產(chǎn)生，盡量減少小分子分散劑的使用，提高體系穩(wěn)定性。




六、表面張力和粒徑的影響




靜止?fàn)顟B(tài)下，涂料體系內(nèi)不同顏料的表面張力的不一致也會導(dǎo)致浮色現(xiàn)象的發(fā)生。在涂料體系中，表面張力比較小的顏料傾向于向涂層的表面移動。如果色漿之間的表面張力差比較大，選擇合適的潤濕分散劑可以解決或減慢浮色現(xiàn)象的發(fā)生。另外顏料的沉降速率與其粒徑的平方成正比，體系內(nèi)大粒徑的顏料粒子容易發(fā)生沉降。這種現(xiàn)象在涂膜干燥過程中也會有較明顯的體現(xiàn)。




七、增稠劑和分散劑的相互作用




如果顏料與增稠劑或分散劑的相互作用過強(qiáng)，這會導(dǎo)致顏料粒子間形成橋架絮凝，導(dǎo)致體系發(fā)生浮色現(xiàn)象。同樣，如果增稠劑與表面活性劑的相互作用過強(qiáng)，這會導(dǎo)致表面活性劑在填料表面發(fā)生脫吸附，造成顏料粒子聚集和絮凝，較終導(dǎo)致浮色現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在制備涂料時需要盡可能提高體系內(nèi)顏料尺寸的均一性。但是如果很難實(shí)現(xiàn)顏料尺寸的均一性，應(yīng)向體系內(nèi)加入分散助劑和增稠劑，這需要大量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。







八、揮發(fā)梯度的影響




在涂膜干燥過程中，某些顏料浮升至表面，漆膜表面顏色雖均勻一致，但與剛施涂時的濕膜顏色卻有明顯的差異。原因是濕膜的溶劑揮發(fā)是發(fā)生于表面，因而密度就大于本體。這促使本體的上升和表層的下沉，形成對流。上升的含有較多的溶劑，故上升處表面張力較低而向四周表面張力較高處流動。又因濕膜厚度是不均一的，在溶劑揮發(fā)中，較厚處的溶劑含量總是大于較薄處，所以這種對流是各自處于小區(qū)之內(nèi)，形成一個個小漩渦，當(dāng)色漆中含有不同的顏料，那么粒度較小的，密度較輕的就比粒度（或聚集粒度）較大的，密度較重的容易隨著漩渦流動，猶如水流分級作用而造成分離，由于顏色的不同而形成明顯的花紋，當(dāng)不同顏料的分離是水平向的，這就是浮色，即表層的顏色和其下層的顏色是不一致的。如果分離是垂直向的，這就是發(fā)花或近似六角形的，稱為“貝納德漩渦”的花紋。




九、流平劑對揮發(fā)的影響




流平助劑覆蓋在濕膜上，抑制了溶劑的揮發(fā)速度，即降低了上下對流速度和表層區(qū)間表面張力差，并且“穩(wěn)住”了表面積，抑制了表層流動。




十、PVC對浮色的影響







降低或消除浮色，發(fā)花也可以降低不同顏料的分離，例如降低顏料顆粒的移動性。顏料顆粒的移動性受涂料的PVC影響很大，往往超過某一PVC時，浮色、發(fā)花就消失。

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