當前位置:首頁 > 行業交流

行業交流

低VOC凈味內墻乳膠漆的研究探討

發布時間:發表于 2012-01-11瀏覽次數:2453次

 

薛小倩 劉洪亮 董立志

    (河北晨陽工貿集團有限公司,河北保定072550)

    摘要:通過對乳膠漆諸組分乳液、助劑、顏填料的分析,發現乳液、成膜助劑、pH調節劑既是乳膠漆氣味的主要來源,又是VOC的主要來源。配制低VOC凈味內墻乳膠漆時應考慮這些組分的影響,由此可制得綜合性能優良的乳膠漆。

    關鍵詞:低VOC含量;內墻乳膠漆;組分

    0引言

    目前我國內墻乳膠漆的品種繁多,但多數品種在干燥成膜過程中會散發出大量有害物質,嚴重危害人們的健康。隨著生活水平提高和環保意識增強,人們對內墻乳膠漆的性能(如裝飾性、環保性、功能性等)的要求越來越高。本文著重探討了集裝飾性、環保性、功能性于一體的高級內墻乳膠漆研制時應考慮的問題及注意事項。

    1乳膠漆中VOC及氣味的主要來源

    VOC(揮發性有機化合物)含量是指“1L涂料中揮發性有機化合物含量”,它的計算公式是:

    VOC含量=(X%-H2O%)×Dc×1000

    式中:X%——涂料中揮發性物質含量;

    Dc——水性涂料的密度,g/mL;

    H2O%——涂料中含水量(質量分數)。

    VOC會影響人的中樞神經系統和免疫功能,引起頭痛、疲勞、注意力不集中等癥狀。乳膠漆中VOC的主要來源是乳液、成膜助劑、pH調節劑、防腐殺菌劑等;凈味的關鍵因素是乳液,但是pH調節劑、成膜助劑等也會造成乳膠漆的難聞氣味。

    2原材料的選擇

    2.1乳液的選擇

    乳液是乳膠漆中必不可少的成分,關系著乳膠漆的綜合性能,例如涂膜的光澤、附著力、耐堿性、耐擦洗性、抗開裂性等性能。因此,在設計涂料配方時,首先應考慮乳液的VOC含量、游離甲醛含量、氣味大小等。應選擇不需要或者只需少量成膜助劑和溶劑就能自行成膜,并且漆膜性能良好的乳液。乳液中未聚合的單體不僅是乳膠漆中VOC的來源,還是產生氣味的關鍵。可以通過選用核殼結構乳液、單組分常溫自交聯乳液以及乳液混拼技術來降低VOC的含量。

    2.2成膜助劑的選擇

    雖然成膜助劑在一般的乳膠漆中是必不可少的組分,可以降低乳液的MFT(最低成膜溫度),使乳膠漆能在低溫下成膜,但它終究是高沸點的有機溶劑,在成膜過程中緩慢揮發,也是VOC的一部分,對人體會造成傷害,而且一般的成膜助劑都有難聞的氣味。因此,設計涂料配方時,在選好乳液的前提下,最好不用成膜助劑,否則,要通過大量的實驗比較不同類型的成膜助劑及其用量,從中選擇添加量小、成膜好、無味的成膜助劑。目前常用的成膜助劑是Texanol、醇醚、溶劑汽油及苯甲醇等。它們不是助成膜效率一般,就是本身氣味較大。不同成膜助劑的對比實驗結果見表1。

    2.3助溶劑的選擇

    常用的助溶劑是乙二醇、丙二醇,它們能軟化或溶解乳膠微粒,協同成膜助劑促進乳膠漆成膜,其揮發速度比水慢,可以優化施工時的搭接性,避免出現接痕,并且它們的冰點較低,可以提高乳膠漆的凍融穩定性,但它們是涂料中VOC的主要來源之一。因此,應通過多次試驗確定助溶劑的品種及其適宜的用__量,以盡可能少的用量,達到良好的使用效果,以減少涂料中的VOC含量。

表1不同成膜助劑對比實驗結果

表1不同成膜助劑對比實驗結果

    2.4消泡劑

    涂料用助劑大多數都屬于表面活性劑,能改變涂料的表面張力,使涂料生產和施工過程中容易起泡,影響乳膠漆的質量。消泡劑品種甚多,常分為石油烴類(礦物油類)和硅酮類。石油烴類消泡劑有芳香族類和脂肪族類兩類,它們對人們的身體健康和環境會產生危害,而且對中至高光涂料有嚴重的消光現象。鑒于以上兩點,同時為了滿足超低VOC含量要求,設計涂料配方時應選用非礦物油類消泡劑,且消泡劑應盡量分在配漆和研磨兩個階段加入,加入后要充分攪勻,且在泡沫基本消失后再加入增稠劑,因為黏度高時不利于消泡。

    2.5防霉劑

    乳液、纖維素、顏填料和助劑等物質為微生物提供了生存及繁殖的條件,乳膠漆中的微生物會導致難聞的氣味,使漆膜出現霉斑、變色,甚至起泡、脫落。為了防止乳膠漆在貯存期間變質及成膜后長霉,必須加入防腐劑、防霉劑,一般其添加量為0.05%~0.10%。防霉劑品種有取代芳烴類、雜環化合物、胺類化合物、甲醛釋放劑、其他防霉殺菌劑,在超低VOC乳膠漆中不宜選用含有甲醛的防霉殺菌劑,同時要經過大量實驗,篩選用量少、效果好的防霉劑。

    2.6潤濕分散劑

    涂料需要靠顏填料使涂膜具有遮蓋作用,因此內墻乳膠漆中常加入大量的顏填料來提高涂膜的遮蓋力和強度等性能。但是不能只靠水來分散,還要借助潤濕分散劑才能將顏填料充分潤濕分散,依靠體積位阻及靜電斥力將顏填料穩定、均勻地分散在涂料體系中。常用的潤濕劑有陰離子型和非離子型等;分散劑包括無機類、有機類和高分子類3類。所用的潤濕分散劑并不是百分百的有效成分,常含有大量的溶劑,因此應選用有效成分含量高、溶劑含量低的潤濕分散劑,以減少涂料中的VOC含量。

    2.7pH調節劑

    乳膠漆的pH值對其穩定性、抗菌性和消泡的難易都有影響,常控制在偏堿性,這對乳膠漆的生產及性能的穩定非常重要。pH調節劑應是揮發性物質,若留在涂膜中會影響其耐水性、耐擦洗性等性能。常用的pH調節劑為氨水、AMP-95等。氨水具有很強的刺激性氣味,會影響人體健康,污染環境;AMP-95是一種多功能助劑,調節并穩定體系的pH值,提高乳膠漆光澤等,但是它的揮發性和刺激性氣味使之成為VOC的來源之一,也使乳膠漆有氣味。NaOH和KOH也可以用來調節pH,但是它們不揮發,會影響乳膠漆的某些性能,也未被廣泛應用。因此,pH調節劑仍有待人們的開發。

    2.8增稠劑

    增稠劑是一種流變助劑,不但能調節乳膠漆的黏度,還能使涂料具有優異的機械及物理化學穩定性。目前,常用的增稠劑有纖維素醚類[通常使用羥乙基纖維素(HEC)]、聚丙烯酸酯乳液類和締合型增稠劑3類。HEC和聚丙烯酸酯乳液類增稠劑對低剪切黏度貢獻最大,可以抗斥水、防流掛;締合型增稠劑對高剪切黏度貢獻大,使涂料施工后具有良好的流平性。因此乳膠漆中常將這兩種增稠劑配用,使涂料具有良好的貯存穩定性和施工性。但是聚丙烯酸酯乳液類增稠劑和締合型增稠劑中有未聚合的單體及一些溶劑,這些物質會在成膜過程中慢慢揮發,成為VOC的組成部分。應選擇無溶劑型增稠劑。

    2.9顏填料

    顏填料是乳膠漆中的必要組分。在內墻乳膠漆中,顏料主要用來提高涂膜遮蓋力,以及增強涂膜的強度和耐老化性;填料不僅可以降低成本,還可以增強涂膜的耐磨性、耐久性等性能。因此,要使低VOC凈味內墻乳膠漆具有優異的性能,應合理搭配顏填料,但是顏填料中常含有重金屬離子等,對于環保型內墻乳膠漆,應嚴格控制顏填料中的重金屬離子含量。

    3結語

    開發綜合性能優良的低VOC凈味內墻乳膠漆是__當前乳膠漆領域研發的主要方向,應考慮如下因素:第一,選擇超低VOC、凈味、最低成膜溫度低、盡量不使用成膜助劑、凍融穩定性好的乳液,減少防凍劑的用量;第二,合理選擇低VOC、無味的助劑,同時滿足性能要求;第三,合理搭配顏填料,在低成本的情況下,滿足涂膜性能要求,同時要控制原材料中的重金屬含量。原材料選擇好之后,還要通過大量實驗,選出每種原材料的最佳用量。小試后,再經中試,檢測涂層各項性能是否合格。

上報數據發布供求信息設為首頁加入收葳

上海快三走势图开奖结果查询