中國新型涂料網訊：
水包水多彩涂料的研制
周 媛1，王升福2，車文波2(1.海洋化工研究院有限公司，山東青島 266071；2.青島大洋海得潤建材有限公司，山東青島 266108)
0 前 言
多彩涂料是一種新型的裝飾型涂料，與花崗巖大理石和真石漆相比，它具有逼真的仿真度、優異的性能、簡單的施工工藝、相對低的成本、不污染環境等眾多優點，能代替花崗巖等石材，減少對天然石材的開采，同時避免了因天然石材的脫落而帶來的危險。多彩涂料可分為油包油、油包水、水包油、水包水4類。隨著人們對水性化要求的提高，前3類基本淘汰，水包水多彩涂料成為研究的熱點。水包水多彩涂料是由不相容的兩相成分組成，其中一相分散介質為連續相，另一相為分散相，兩種或兩種以上不同顏色、大小及形狀各異的著色粒子均勻地懸浮在含有穩定劑的分散介質中，組成的一種復合的懸浮分散體涂料。其成膜過程如圖1所示。其中高黏度、高濃度的多彩組分相，能懸浮于低黏度和低濃度相中，涂覆后發生色散而獲得多種顏色花紋效果，也可具有凹凸不平、立體感強、光澤優雅的浮雕狀外觀質感效果，見圖2。“環保、高雅、節能”的水包水多彩涂料以其多功能、高裝飾性受到市場偏愛，是一種極具潛力的新型環境友好型涂裝材料。
水包水多彩涂料的研制中，彩粒的穩定性(包括機械穩定性和貯存穩定性)是存在的主要問題之一。彩粒在貯存期間應不沉降、與水不溶合和互相不溶合，保持各自的獨立性。另外，彩粒的大小也不容易控制。本文研制一種水包水多彩涂料，涂料彩粒的軟硬度可隨意調整，彩粒干燥后的流平性可隨意調整，凹凸狀花紋和平面狀花紋可隨意調整，產品穩定性達1～2 a。
1 試驗部分
1.1 試驗原料
乳液M-06，乳液M-02，彩粒凝膠劑DC30，彩粒保護膠，高嶺土，鈦白粉R930，成膜助劑TE，多功能助劑AMP-95，消泡劑，殺菌劑，增稠劑，丙二醇，氨水，水。
1.2 試驗配方
多彩涂料的配方應使涂料能滿足如下要求：穩定的貯存性，涂膜有良好的綜合物理性能，原材料應盡可能易得，成本應盡可能低，配制工藝盡可能簡單易行。
1.2.1 基礎漆的制備
先將水、高嶺土、鈦白粉R930、DC2、消泡劑依次加入，中速攪拌分散10 min直至完全分散。然后加入多功能助劑AMP-95，黏度變大，高速分散20 min；再依次加入殺菌劑、乳液M-02、成膜助劑TE、7%DC30、水后高速分散20 min。包裝待用�；A漆的配方見表1。
1.1 試驗原料
乳液M-06，乳液M-02，彩粒凝膠劑DC30，彩粒保護膠，高嶺土，鈦白粉R930，成膜助劑TE，多功能助劑AMP-95，消泡劑，殺菌劑，增稠劑，丙二醇，氨水，水。
1.2 試驗配方
多彩涂料的配方應使涂料能滿足如下要求：穩定的貯存性，涂膜有良好的綜合物理性能，原材料應盡可能易得，成本應盡可能低，配制工藝盡可能簡單易行。
1.2.1 基礎漆的制備
先將水、高嶺土、鈦白粉R930、DC2、消泡劑依次加入，中速攪拌分散10 min直至完全分散。然后加入多功能助劑AMP-95，黏度變大，高速分散20 min；再依次加入殺菌劑、乳液M-02、成膜助劑TE、7%DC30、水后高速分散20 min。包裝待用�；A漆的配方見表1。
1.2.2 基料的制備
先將增稠劑和水預先混合均勻并用氨水調pH值至8～9。然后依次加入乳液M-06、成膜助劑TE、丙二醇、消泡劑攪拌均勻，最后加入殺菌劑分散20 min，包裝待用。基料的配方見表2。
先將增稠劑和水預先混合均勻并用氨水調pH值至8～9。然后依次加入乳液M-06、成膜助劑TE、丙二醇、消泡劑攪拌均勻，最后加入殺菌劑分散20 min，包裝待用。基料的配方見表2。
1.2.3 彩粒的制備
將基礎漆用色漿調成各色基礎漆，加入7%DC30中后低速(轉速從200 r/min逐漸提高到600 r/min)攪拌出大小合適的彩粒，若貯存需加適量0.15%焦磷酸鈉增稠。彩粒的配方見表3。
將基礎漆用色漿調成各色基礎漆，加入7%DC30中后低速(轉速從200 r/min逐漸提高到600 r/min)攪拌出大小合適的彩粒，若貯存需加適量0.15%焦磷酸鈉增稠。彩粒的配方見表3。
1.2.4 多彩涂料的制備
先將彩粒保護膠用水1∶1稀釋，后加入彩粒中，攪勻后再加入基料，分散20 min。使得色漆分散開來，并被保護膠包裹、彼此分離，形成穩定的分散體后成品包裝。多彩涂料的配方見表4。制備過程圖見圖3。
先將彩粒保護膠用水1∶1稀釋，后加入彩粒中，攪勻后再加入基料，分散20 min。使得色漆分散開來，并被保護膠包裹、彼此分離，形成穩定的分散體后成品包裝。多彩涂料的配方見表4。制備過程圖見圖3。
1.3 性能測試
按HG/T 4343—2012《水性多彩建筑涂料》對水包水多彩涂料進行性能測試，結果見表5。
2 結果與討論
2.1 成膜物質的影響
成膜物質是構成涂料形成連續性立體網狀結構涂膜的主要物質，是決定涂膜物化性能的關鍵材料。用于多彩涂料的成膜物質可以是苯丙、純丙、硅丙、氟硅乳液等，由于大多數乳液中的官能團或乳化劑往往會被其他助劑吸附或發生反應，通常會破壞“卡屋”結構，出現散色、滲色；基礎漆中乳液與保護膠發生反應，引起粒子逐漸膨脹，導致造粒批次不均一；連續相中，乳液與保護膠發生反應，形成涂料絮凝或后稠；乳液與保護膠體系兼容穩定性差，加劇涂膜遇水起泡、發白現象且難以恢復，因此，能否選擇與保護膠兼容性較好的乳液，對水性多彩涂料的穩定性非常關鍵。多彩涂料體系中基礎漆(分散相)的乳液與成品漆(連續相)的乳液，它們之間的配伍性也至關重要，如果選擇不正確，體系會出現嚴重分層或后增稠，導致成品失敗。試驗選擇彈性乳液M-02做基礎漆的成膜物質，與成品涂料里的乳液M-06相匹配，生產出來的水性多彩涂料，造粒柔軟硬度可隨意調節，顆粒分散均勻，貯存穩定性好。
2.2 彩粒保護膠的影響
彩粒保護膠的種類和凝膠溶液的濃度對多彩涂料的彩粒穩定性至關重要。同時保護膠的用量決定著彩粒干燥后的流平性。為了使一定形狀與大小的彩粒在涂料體系中保持長期穩定，達到不粘連、不破碎、不混色，就必須選用與涂料體系相匹配的保護膠。本試驗選用高純度去離子化的硅酸鹽類化合物作彩粒保護膠，它不溶解于水但可在水中水合膨脹形成無色透明液體，在水中加量為5%～8%時，可以在24 h內保持流動。在有少量電解質的條件下能迅速形成很強烈的觸變性和增稠作用。
2.3 助劑的影響
在涂料生產中助劑的用量一般不大，但能賦給涂料以特殊性能，正確地選擇助劑，能提高生產效率和產品質量，使造粒完美、貯存穩定、便于施工，涂膜柔韌豐滿，還可擴大產品用途、改善涂料的施工性能等。本試驗主要選用以下幾種：凝膠劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑、增稠劑、殺菌劑、pH值調節劑等，這些助劑在水性多彩涂料體系中相容性好。
2.4 多彩涂料常見問題的分析
多彩涂料體系復雜，正確的原材料的選擇、合理的配比是制備好多彩涂料的關鍵，也是多彩涂料品質的保證。多彩涂料在制漆和貯存、運輸和施工，以及涂裝階段常會出現一些問題，這些問題的出現與涂料的配方組分是密切相關的，見表6。
2.1 成膜物質的影響
成膜物質是構成涂料形成連續性立體網狀結構涂膜的主要物質，是決定涂膜物化性能的關鍵材料。用于多彩涂料的成膜物質可以是苯丙、純丙、硅丙、氟硅乳液等，由于大多數乳液中的官能團或乳化劑往往會被其他助劑吸附或發生反應，通常會破壞“卡屋”結構，出現散色、滲色；基礎漆中乳液與保護膠發生反應，引起粒子逐漸膨脹，導致造粒批次不均一；連續相中，乳液與保護膠發生反應，形成涂料絮凝或后稠；乳液與保護膠體系兼容穩定性差，加劇涂膜遇水起泡、發白現象且難以恢復，因此，能否選擇與保護膠兼容性較好的乳液，對水性多彩涂料的穩定性非常關鍵。多彩涂料體系中基礎漆(分散相)的乳液與成品漆(連續相)的乳液，它們之間的配伍性也至關重要，如果選擇不正確，體系會出現嚴重分層或后增稠，導致成品失敗。試驗選擇彈性乳液M-02做基礎漆的成膜物質，與成品涂料里的乳液M-06相匹配，生產出來的水性多彩涂料，造粒柔軟硬度可隨意調節，顆粒分散均勻，貯存穩定性好。
2.2 彩粒保護膠的影響
彩粒保護膠的種類和凝膠溶液的濃度對多彩涂料的彩粒穩定性至關重要。同時保護膠的用量決定著彩粒干燥后的流平性。為了使一定形狀與大小的彩粒在涂料體系中保持長期穩定，達到不粘連、不破碎、不混色，就必須選用與涂料體系相匹配的保護膠。本試驗選用高純度去離子化的硅酸鹽類化合物作彩粒保護膠，它不溶解于水但可在水中水合膨脹形成無色透明液體，在水中加量為5%～8%時，可以在24 h內保持流動。在有少量電解質的條件下能迅速形成很強烈的觸變性和增稠作用。
2.3 助劑的影響
在涂料生產中助劑的用量一般不大，但能賦給涂料以特殊性能，正確地選擇助劑，能提高生產效率和產品質量，使造粒完美、貯存穩定、便于施工，涂膜柔韌豐滿，還可擴大產品用途、改善涂料的施工性能等。本試驗主要選用以下幾種：凝膠劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑、增稠劑、殺菌劑、pH值調節劑等，這些助劑在水性多彩涂料體系中相容性好。
2.4 多彩涂料常見問題的分析
多彩涂料體系復雜，正確的原材料的選擇、合理的配比是制備好多彩涂料的關鍵，也是多彩涂料品質的保證。多彩涂料在制漆和貯存、運輸和施工，以及涂裝階段常會出現一些問題，這些問題的出現與涂料的配方組分是密切相關的，見表6。
多彩涂料制造涂裝過程中，為了保證產品質量，需要注意以下問題：(1)制造過程中，攪拌速度的控制。(2)顏色的搭配。因為是靠調色組成的大理石相似色，所以要特別注意調色搭配。(3)噴槍很關鍵，噴槍口徑的確定。(4)施工重復性好。至于和花崗巖大理石的仿真性，只是試驗室樣板做得好還不夠，當大面積施工時要求顏色盡量從簡。
3 結 語
隨著國內裝飾涂料的大力發展，特別是對高檔次、高裝飾性和技術含量高的環境友好型裝飾涂料需求將更為迫切。水包水多彩涂料可以根據不同材質表面，以及依照客戶的需求，提供花紋大小不一、色彩繽紛的花式理石仿真圖案，可廣泛應用于酒店、辦公樓、住宅、學校、醫院的外墻，也可用于金屬、木器表面，還能應用于陶瓷、燈具、家具、雕塑、手工藝品等表面，達到裝飾后表面不僅具有活潑大方之動感，更具典雅莊重之質感。水包水多彩涂料以其優異的涂料配套性能及性價比，是一種新穎的、具有潛力、符合涂料未來發展方向的環保型涂料，市場應用前景廣闊。
3 結 語
隨著國內裝飾涂料的大力發展，特別是對高檔次、高裝飾性和技術含量高的環境友好型裝飾涂料需求將更為迫切。水包水多彩涂料可以根據不同材質表面，以及依照客戶的需求，提供花紋大小不一、色彩繽紛的花式理石仿真圖案，可廣泛應用于酒店、辦公樓、住宅、學校、醫院的外墻，也可用于金屬、木器表面，還能應用于陶瓷、燈具、家具、雕塑、手工藝品等表面，達到裝飾后表面不僅具有活潑大方之動感，更具典雅莊重之質感。水包水多彩涂料以其優異的涂料配套性能及性價比，是一種新穎的、具有潛力、符合涂料未來發展方向的環保型涂料，市場應用前景廣闊。
