一種有效降低調色成本的鐵黃色乳膠漆的研制

劉浪浪 問娟娟

摘? ? ? 要：通過對樹脂乳液、氧化鐵黃粉以及分散劑的篩選研究，研制了一種有利于涂料生產企業降低調色成本的鐵黃色乳膠漆。該產品具有優異的耐水性、耐堿性和耐人工老化性能。該產品作為色漿應用在乳膠漆產品調色中具有良好的相容性和優異的展色性。

關? 鍵? 詞：低成本;鐵黃;調色;乳膠漆

中圖分類號：TQ 630.1? ? ? ? 文獻標識碼： A? ? ? ?文章編號： 1671-0460（2019）10-2310-04

Abstract： Through the screening study of resin emulsion， ferric oxide yellow powder and dispersant， a kind of iron yellow emulsion paint with low color blending cost was developed. The product has excellent water resistance， alkali resistance and artificial aging resistance. As a color paste， the product has good compatibility and excellent color development in the color adjustment of latex paint products.

Key words： Low cost; Iron yellow; Toning; Emulsion paint

隨著我國建筑涂料技術的快速發展，人類社會的不斷進步。人們對外墻乳膠漆的顏色要求不再是簡單的白色，而是變得多樣化，五彩斑斕，而且對裝飾性的要求越來越高[1]。目前，我國正處于城鎮化建設高速發展的時期，調色乳膠漆具有廣闊的需求空間和巨大的發展潛力[2]。調色乳膠漆是以樹脂乳液為基料，將顏填料經適當分散劑分散后添加到乳膠漆中制備而得到[3]。隨著色彩需求的增大，調色用的色漿種類越來越多，用量也越來越大。因此，漸漸興起了一大批顏料企業和色漿企業。一些小型的色漿企業雖然產品價格低廉，但是產品的質量和批次穩定性無法保證。中型及大型的色漿企業雖然產品的質量和穩定性有一定的保障，但是購買成本也極高。

對于涂料生產企業來說，外購色漿不僅增大了企業的資金占用比列，也提高了外墻調色乳膠漆的成本。近幾年，涂料生產企業使用的上游原材料價格不斷上漲，尤其是一些大宗原材料。人們對環境保護意識也在不斷提高[4]，國家環保部門對化工企業的要求越來越嚴格[5]。這些都對涂料生產企業的運營成本增加不少。為了降低企業的運營成本，最大化的贏得市場份額，自主研制一款鐵黃色乳膠漆，通過對樹脂乳液、氧化鐵黃粉以及分散劑[6]等進行嚴格的篩選研究，主要考察耐水性[7]、展色性[8]、耐候性[9]等關鍵指標。制備的鐵黃色乳膠漆須滿足外墻涂料的產品性能和施工要求。該產品作為調色乳膠漆的色漿，還須與基礎漆有良好的相容性。由于水性色漿[10]對乳膠漆性能影響最大的是耐水性[11]，因此，還須對調色后的乳膠漆的耐水性無明顯的影響。

1? 實驗部分

1.1? 主要的原材料及廠家

氧化鐵黃粉L1：湖南三環顏料有限公司;氧化鐵黃粉L2：陜西三品顏料有限公司;氧化鐵黃粉L3：湖南三環顏料有限公司;乳液La：巴德富實業有限公司;乳液Lb：巴斯夫股份有限公司;乳液Lc：阿科瑪化學有限公司;鈉鹽分散劑5040：日本圣諾普科有限公司;銨鹽分散劑5027：日本圣諾普科有限公司;纖維素HHBR250： 美國亞什蘭;成膜助劑Texanol：美國伊士曼化工公司;調色乳膠漆：自制。

1.2? 主要的實驗儀器

砂磨分散攪拌多用機，型號：SFJ-400;耐洗刷試驗儀，型號：JTX-Ⅲ;反射率測定儀，型號：C84-Ⅲ;斯托默黏度計，型號：STM-V;廠家：上?，F代環境工程技術有限公司;桌上型氙燈老化試驗箱，型號：BGD 865;透水性試驗漏斗，廠家：廣州標格達實驗室儀器用品有限公司;電熱恒溫鼓風干燥箱，型號：DHG-9055A，廠家：北京雅士林試驗設備有限公司;高低溫試驗箱，型號：TL-100，廠家：蘇州智河環境試驗設備有限公司;電子天平，型號：ML6002，廠家：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3? 實驗配方

實驗配方如表1。

1.4? 制備工藝

低速攪拌（600～800 r/min）的狀態下，按上述配方順序依次加入1-2，攪拌15～20 min至纖維素完全溶解，再依次加入3-6，分散5 min后，調整轉速為1 500 r/min，然后加入7分散約20 min至細度合格，調整轉速為1 000～1 200 r/min，再依次加入8-11，分散5～10 min至均勻狀態，對產品的基本性能檢測合格后，進行過濾包裝。

1.5? 性能測試

制得的鐵黃色乳膠漆樣品參照合成樹脂乳液外墻涂料GB/T9755-2014的要求進行全面性能檢測，并測試初期耐水性。另外，作為一種乳膠漆的調色色漿，需測試其與調色乳膠漆之間的相容性以及展色性。

1.5.1? 乳液耐水白性測試

采用100μm線棒涂布器將樹脂乳液的在干燥、干凈透明的玻璃板上刮一道膜，然后立即在50 ℃鼓風干燥箱中處理30 min，然后取出立即浸泡一半乳液膜于水中，浸泡2 h后取出玻璃板，觀察玻璃板上乳液膜的發白現象。

1.5.2? 初期耐水性測試

眾所周知，外墻涂料施工的環境變化莫測，這就要求產品必須能夠適應周圍施工環境的變化。比如，外墻涂料剛施工完畢，還未完全干燥或成膜，突然出現降雨情況，那么剛施工完畢的外墻涂料能否抵擋住雨水的沖刷，從而保持完好的漆膜狀態。這就需要對該外墻涂料進行初期耐水性測試，具體操作如下：

將制得的鐵黃色乳膠漆先采用120μm的線棒涂布器在預先養護好的無石棉纖維水泥板上刮一道，然后1 h之后再采用80μm的線棒涂布器再刮涂一道，且在恒溫恒濕的環境條件下養護4 h后，立即進行滴水測試，滴水4 h后觀察漆膜表面有無起泡、空鼓、脫落等弊病，漆膜表面干燥后，觀察漆膜是否正常。

1.5.3? 相容性測試

相容性測試采用指研法，具體的實驗操作參照GB/T 21473—2008中附錄A。將制備的鐵黃色乳膠漆和調色乳膠漆按質量比1：10的比例進行均勻混合，靜置5 min，然后采用250μm濕膜制備器在黑白卡紙上制備涂膜。在漆膜表干之前，指研能明顯感覺到阻力時，用食指指腹在漆膜上以輕微力度勻速研磨20次，研磨出直徑約為30 mm無露底區域，然后在實驗環境下自然干燥24 h后，目測觀察其與調色乳膠漆之間的相容性，主要觀察的是指研區域與未指研區域間的色差大小，色差越小，相容性越好。

1.5.4? 展色性測試

在等質量的調色乳膠漆（100 g）中加入等質量的色漿（10 g）充分混合攪拌均勻，然后采用100μm的線棒涂布器在同一張黑白卡紙上進行對刮制膜，將制好的膜進行常溫干燥24 h后，先進行目測對比展色性，然后采用色差儀進行展色性對比，色漿的主色系顏色越深代表展色性越好。

2? 結果與討論

2.1? 樹脂乳液對鐵黃色乳膠漆的影響

樹脂乳液是重要的成膜物質，樹脂乳液自身耐水性的好壞直接影響最終漆膜的耐水性，因此，有必要選擇耐水性良好的乳液。從表2可知，乳液耐水白性最好的是乳液Lc，由乳液Lc制得的鐵黃色乳膠漆的漆膜透水性為0.6 mL，透水性越小，越有利于提高漆膜對墻體的保護作用，從而延長墻體的使用壽命[12]。而乳液La和Lb自身耐水白性較差，制備的鐵黃色乳膠漆漆膜的透水性均較高。綜上可知，乳液Lc為最佳的選擇。

2.2? 氧化鐵黃粉對鐵黃色乳膠漆的影響

氧化鐵黃粉是鐵黃色乳膠漆中關鍵原材料之一，氧化鐵黃粉的性能好壞直接影響著整個漆膜的性能。具有較低的吸油值的顏填料能提高涂料的臨界顏料體積濃度（CPVC），節約樹脂基料，才能適應符合環保要求的現代高固體分涂料的要求。與遮蓋力相似，著色力也是顏料對光線吸收和散射的結果。但不同的是，遮蓋力側重于散射，著色力則主要取決于吸收。顏料的吸收能力越強，其著色力越高。相對著色力越大，氧化鐵黃粉用量越小，著色成本越低。325目篩余物是顏填料的重要指標，篩余物（325目）越低，從某種程度上說明顏填料的粒徑越小，使產品在降低細度方面成為可能。綜上所述，應選擇相對著色力最高、篩余物（325目）較低的氧化鐵黃粉L3（表3）。

2.3? 分散劑對鐵黃色乳膠漆的影響

分散劑是顏填料分散不可或缺的助劑之一。目前，常用的分散劑主要以丙烯酸鈉或銨鹽類為主，該類分散劑對鈦白粉、重鈣等粉料具有良好的分散作用，對無機顏填料有著顯著的降粘作用。分散劑對涂料的展色性和穩定性、漆膜的耐水性和遮蓋力均有一定的影響。表4為分散劑對鐵黃色乳膠漆影響的檢測結果。

從表4可知，在分散劑用量一定的條件下，銨鹽分散劑5027難以獨立分散氧化鐵黃粉，由鈉鹽分散劑5040得到的鐵黃色乳膠漆具有較低的細度和黏度，分析可能是由于鈉鹽分散劑具有良好的分散性。通常，鈉鹽分散劑分散性好，耐水性差，銨鹽分散劑分散性差，耐水性好。因此選用二者復配，使鐵黃色乳膠漆既具有良好的分散性又具有優異的耐水性。

從表4中可見，S3得到的產品涂膜具有優異的展色性、相容性和初期耐水性。隨著分散劑5040用量的減少、分散劑5027用量的增加，產品涂膜的黏度漸漸變大、初期耐水性逐漸提高，這是由于分散劑5040是鈉鹽分散劑，分散能力強于銨鹽分散劑5027，鈉鹽分散劑隨著漆膜干燥后，不易揮發，殘留在漆膜中，且鈉鹽易溶于水，造成耐水性不佳。漆膜的初期耐水性直接影響漆膜的耐久性，漆膜的初期耐水性差，易出現脫皮起泡現象，從而影響漆膜的附著力，導致漆膜光澤顏色不一致，裝飾性變差[13]。 S6采用的分散劑全部是5027，但是當加入乳液時出現結塊現象，這說明5027分散劑的分散性較差，若要單獨使用，必須提高添加量，然而，涂料用的分散劑一般添加量越少越好[14]。

2.4? 項目全檢

從表5可見，研制的鐵黃色乳膠漆性能全部達到產品的標準要求，其中耐水性和耐堿性以及耐擦洗性遠高于標準要求，透水性和耐人工老化性達到了一等品的要求，完全滿足外墻涂料的施工性能要求。

3? 結 語

近年來，涂料生產企業的原材料價格不斷上漲，國家環保要求越來越嚴格。因此，不僅對原材料性能進行篩選，還需對原材料供應商進行評價，必須是符合國家環保要求的供應商廠家，這對于原材料的穩定性提供可靠保障非常重要。

本文對原材料進行篩選以及分散劑復配試驗，調制出一款鐵黃色乳膠漆，符合企業的發展要求。該產品的涂膜具有優異的耐水性、耐堿性以及良好的展色性和耐人工老化性能，滿足外墻涂料的施工要求，該產品作為色漿極大地降低了調色成本， 給企業帶來了可觀的經濟效益。

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