第4 1卷第4期! 99 4年2 1月惠 州 大学学 报(自 然 科 学版)Jo ur a nloH fuizho uUnie vrsjry(Na t.Sei.)Vol.4 1,No.4De e.1 99 4建 筑 涂 料 的 沉 淀 及 处 理 方 法李 慧 扬 方 振 过( 化 学 系 )摘 要关 键 词本文 论 述 了 建 筑 涂 料在 贮 存过程 中产 生 沉 淀 的 原 因 及 减 缓 或 消 除 涂 料 沉 淀的方 法,介 绍 了 使 用 改 性 膨 润 土 作 流 变助 剂 以 改 变 涂 料 的 综 合 性 能。建 筑,涂 料,沉 淀,膨 润 土1前 言建 筑涂料 是建 筑装 饰 材 料 中的一 种。近 年来,随着 我 国 居 住 环 境 的 改 善 及房 改工作 的 深 人,居民 住 宅 和 公共 场所的 内墙装 饰 越 来 越普 遍。用 于 内 墙 装饰的 建 筑涂 料 不 仅 数量 和 品 种 越 来 越 多,而且对 质 量 和 施 工 的 要 求 也 越来越 高。然而,在 建筑涂料 的 生 产过程 中,常常 碰 到 许 多 问 题,直接影响 涂 料的质 量,其 中沉 淀 现 象 就是较 常 见 问 题 之 一。.建 筑 涂料的 使 用 量较大,沉淀 严 重 的涂料不 仅 使 客 户 感 观 印象 不 佳,而 且 增加 施 工时的 劳 动 强 度,往 往还 会 由于 手工 搅 拌 难 于 调节均 匀而影响 了 施工 质 量。为 此,不 断革新 工 艺 条件,消 除 或 减 缓 建筑涂 料在 贮存 过程 中 的 沉淀 现 象 十 分重要。2建 筑涂 料 沉 淀 原 因建 筑涂料 在 贮 存 过 程 中,由 于生产过 程 配 方 和工 艺条件 不 同,颜、填 料颗粒 会 发生 不 同 程度的 沉降。一种现 象 是涂料 产 生 分 层,表 面一层 为 清液,下 层 是 处 于 悬 浮 状 态的 颜、填 料。这 种 情况 是 在涂 料生产 时 使 用 了 表 面 活 性 剂,以 致颜、填 料疏 松 地 附着 在 一 起 而形 成 比 较脆弱 的 颜、填料 网 络 结构,从 而 长 时间 处于 悬浮 状 态。该 网 络 结构 较疏松、脆弱,轻微 搅 动 即可重新 分 散均匀,因 此 这 种 沉淀现 象 不 会给 施 工带来 多 少 麻 烦,一 般 也 不影 响 涂料 的 施工 质 量。这种 现象常称 之 为建筑涂料 的 沉降 分 层。另一 种 现 象 是涂料分 层 后,下层 的 颜、填 料颗 粒 己 结成 硬 块,一 般 的搅拌难 以 使之 重 新 分散均匀,从 而 影响 了 涂 料的性能 和 施工 质 量。这种 现 象 一 般 在 涂 料粘度小,颜、填 料 颗 粒 较粗或 没有 充 分分 散 又 未采取防 沉 淀措施 的 情 况下 特 别 容 易 出 现。根 据 流 体 力 学理论,出现沉 淀 的原 因 是 因 为 涂料系 统 中的 颜、填 料 颗粒 受到 重 力 作 用 下沉,而颗 粒间的范 德 华 力 又 促使 颗粒产生凝 聚,粒径增大,重 力 作 用明显,沉降 速 度 加 快,沉淀 现 象 加剧。在 非均 相涂料 系 统中,考 虑 到 重 力、浮力、阻 力等 力 的作 用,球 形 颗 粒在滞 流 时 的 沉 降 速 度收稿 日 期:1 99 4 一 0 9 一 1 7 可 以 用 斯 托 克 斯 定 律( s t koe sLaw)来 描述:产 一=才2(几 一P)1 8产式 中 沼:是 沉 降 速度(m/ s) 川 是 颜、填 料 颗 粒 的 平 均 直 径(m );几是 颜、填 料 颗粒 的 密 度(k g/m3);p是 液 体介 质的密度(k g/m3);拜为 液休 枯度(Pa·S ).上 式 可 以 看出,颗 粒 的密度 与 液体 介质 的 密度 相 差 越大,颜、填料 颗 粒平 均 直径 越大,其沉 降 速度 越 大; 液体 的 粘 度越 大,沉降速 度 越 小。较 细的 颜、填 料颗粒 和 粘度较大 的 基料能 降低沉 降速 度,但 不 能从根 本 上 消除沉 降 现 象,因 而 在 涂 料的生 产 过 程 中还需 采取 适 当 措施防 止涂料 在 贮存 过 程中的 沉 淀。3减缓或消除 建 筑涂 料 沉淀 的 方 法. 5 1增 大基料的 粘 度 1 j [增大基 料 粘度 可 以 减 缓 沉 降 现 象。考 虑 到生 产 成 本等 因 素,增 大 基料 粘 度的 传 统 做 法 是采 用梭甲 基纤 维 素 ( c M c ) 作 增 稠 剂,使 涂料 具 有 较 高 的 粘 度而 减 缓沉 降,同 时 赋 于 涂 料所需 要 的 施工 性 能。经 过 这 种 处理 的 涂 料 若储 存 时间 较 长,仍 会 出 现 沉淀 现 象。但 纤维 素增 稠剂 在 贮 存 过 程中 因 变 质 而 失 去 增 稠 效 果 时,涂 料还 会 出现 霉点 甚 至 结 块 沉 淀。因 此,这 种 方 法 在实 际生产 中 已逐 渐少 用。3.2使 用 润滑 剂、分 散 剂[ 2 〕使 用 润滑剂、分 散 剂 能 使颜、填料颗粒表面 润 滑 而 容 易分散均匀,减 少颗粒的凝结、聚 集。其实质就是通 过 减 少颗粒 的 平 均 直径来降 低 沉 降 速度。此 外,离 子 型 颜 料 分散 剂( 例 如 阴 离 子 型 或阳 离子 型 ) 还 能 使 颗粒表 面 带 电 荷,利 用 颗粒 间的 静 电 斥 力 来 克 服 范德 华引 力 而阻 止 颗粒 的凝 结、聚 集,使 其 处 于 稳 定 的 悬 浮 状 态。建筑涂料 生产 中 常 用 的润滑、分散 剂 有 聚拨 酸 盐( D A 型 )、蔡磺酸 钠混 合 物( P D )、苯 乙 烯 顺醉 丁 醇 半 醋 化物 ( S MB)、三 聚 磷 酸 钠( N a sP3 o : 。)、焦 磷酸钠( Na 一 P 2 03 )、六 偏 磷 酸钠 ( Na P o 3 ) .等。. 3 3使 用 流 变 助剂 法在 涂料 生 产中 使 用 适 当的 流 变 助剂 可 以 使 之形成一 个 有 触 变 性 的 凝 胶 网 络,以 致贮 存 时能减轻 或完全 消除沉淀 现 象,还 能为涂料涂刷施工带 来 良好的 流 平性。所谓 触 变性 网 络,是指 涂 料 在未受外 力 或 受外 力 作 用 较小时,颜、填 料 颗 粒 在 涂料 系 统中保持 的疏 松网 络 结 构。这种 网 络结 构 虽经 轻 微搅 动,但 静 置后 又 能 恢 复到原 来 的 高 粘度 凝 胶状 态,使颜 填 料颗粒 保持悬 浮 状 态,避 免出现 沉 淀。具有触 变 性 网 络 结构 的 涂料 在 较 高 剪 切 力 作 用 时,有较好 的 流 动 性,所 以 在受 涂 刷 的 剪 切力 作 用时 流 动 性 较 好,涂刷完 毕,涂料 又 能 回 复原 来 的 凝 胶状态,流 动 性 消 失,从 而 防 止 流挂。使 用 触 变 剂的 涂 料,从 贮存 经 过 施 工 到 成 膜 经 历 了一 个溶胶—凝胶 — 溶 胶 的 变化 历 程,从 而 避免 了 贮存 过 程 中的 沉 淀 现 象,并较好 地 解 决 了 涂料施 工 时的流 平 和 流挂的矛盾 问 题。建 筑 涂料中最 常 用的 触 变 剂是 胶态 二 氧 化硅。经 实 践 摸 索,我们 使 用 的 触变 剂是 改 性 膨 润 土。膨 润 土 又名 斑 脱 岩,是一种 土 状矿 物,其 主 要 成 份是 蒙 脱 石族 矿 物。在生产中,我们 用 经 自 制 膨润 土 改 性 剂处 理 过 的 膨 润 土 作 流 变 助剂,不 但使 涂 料 有 触 变、悬 浮、粘 滞等 综合 性能,还 能 有 效提 高 涂 料 粘 度,在保 证 产 品 各 项 指标合格 的 同 时节省 了 轻 质碳 酸 钙的 用 量,取得 了 较好 的 经 济 效益。2 7 附 表 是我 们 以 改性膨 润土 做 为流变 助 剂生 产10 6内 墙 涂料(膨 润 土 流 变 助剂 加 入 量 约 为5~1 0%) 时 涂料粘度随时间变化 的关系。附 表涂 料粘度 与贮 存 时 间 的 关 系实验时 间(h )粘度(s)备 注01 22 3 4根 据o B 6 7 53,4一 8 8规定,使 用 涂一4 杯 粘度 计7. ,` 一 勺 , ` , J 吸 口1 5 35.5从 表中可 见,随着 贮 存 时 间 延长,膨 润土 可 显 著体 现 触 变、增 稠 等综合性 能。4结 论采 用 改 性 的 膨 润 土 作 流变 助 剂,可 以 使建 筑 涂料 形 成 一 个 有 触 变 性的凝 胶 网 络,有效 地 消 除了 涂 料 沉淀 现 象。并 且通过实 验 发现,用改 性 的 膨 润 土 作 流 变 助 剂,使涂料在 贮 存 过 程 中 粘 度 增大,悬 浮 性 增强,节省 了 轻 质 碳 酸 钙 的 用 量,取 得 了 较好的 经 济 效 益。参 考 文 献〔 1 〕〔 2 」徐峰.建 筑 涂 料.安 徽 科 学 出版社,1 9 9 3,12,2 9 1 ~ 2 9 6陆 亨 荣.建筑涂 料 生 产 与 施 工.中 国建筑 工业 出 版社,1 9 8 8,5 6 ~6 1