乳胶漆主要由合成树脂乳液构成,采用水作为分散介质,并通过特定工艺添加颜料、填充物及辅助剂制成。这类涂料广泛应用于建筑领域,特别是作为墙面装饰材料。由于它使用水作为溶剂,因此避免了有机溶剂挥发可能引发的环境和健康隐患。今天就和涂涂一起来了解乳胶漆配方中的基本参数吧。
颜基比(P/B)
在乳胶漆的构成中,基料与颜料扮演着核心角色。一旦这两种成分被选定,涂膜的构造及其物理特性便主要依赖于它们之间的比例,即颜基比。
进入配方设计阶段,若基料、颜料及填料的种类与质量比例已确定,通过实验调整颜基比,是快速确定并优化配方的有效途径。对于乳胶漆的初步配方设计而言,恰当选择颜料与基料的比例(P/B值)至关重要。
颜料体积浓度(PVC)
在制定乳胶漆的配方时,我们通常依据质量分数来进行配比。但乳胶漆中的树脂、颜料、填料及添加剂,它们的密度各不相同,这导致了它们在涂膜中的体积分数存在显著差异。实际上,在评估涂料的干膜性能时,体积分数相比质量分数,具有更为关键的影响力。特别是在对不同配方涂料进行性能对比测试时,体积分数的考量显得尤为重要。
乳胶漆配方中的 P/B、PVC及CPVC
实际应用中,按涂料的P/B来进行内外墙乳胶漆的分类是可行的,通常外墙漆P/B为2.0~4.0,较为适宜的为3.0,而内墙漆在4.0~7.0范围,如有光内墙漆为P/B<1.0。
通过P/B可以大概推知涂料的某些性能。P/B高的配方,其性能不适于户外使用,因为外墙漆要求有良好的耐久性和耐候性,而较少的基料不能在大量颜、填料粒子周围形成连续的涂膜。运用P/B 的概念,可以设计出各种类型的乳胶漆配方。
但是在对具有不同组成的涂料进行对比试验时,只用P/B就很难说明问题。通过对PVC的了解,对试验数据的解释更为科学。因为涂料的许多物理性能与其组成变化有一非常明确的对应关系。
在制备低PVC涂料时,颜料颗粒会均匀分散在由基料聚合物构成的连续相中,形成所谓的“海—岛”结构。然而,当颜料含量增加到某一临界值,即PVC超过这一极限时,基料聚合物便无法完全填充颜料颗粒间的空隙,这些空隙将隐藏在涂膜之中。因此,涂膜的物理性能会以该PVC极限值为分水岭,出现显著下降。鉴于此,高性能涂料或外墙涂料的配方中,PVC含量通常不会超过临界颜料体积浓度(CPVC),以避免对涂膜性能产生不利影响。
相对而言,一般性能涂料或内墙涂料的配方中,PVC含量可以适度超过CPVC。具体而言,外墙涂料的PVC含量一般控制在35%至55%之间,而内墙涂料的PVC含量范围则更宽,通常为45%至70%。为了节约资源和降低成本,高PVC乳胶漆的研发已成为建筑涂料领域的重要课题之一。我们应高度重视高PVC涂料产品的研究与发展。了解P/B, PVC, CPVC的概念并在实际中灵活运用,对设计出科学、合理的乳胶漆配方是至关重要的。
涂料的核心固体成分主要包括颜料、填料以及基料聚合物,这些同样是构成干燥后涂膜的重要元素。在涂膜中,颜料与填料扮演着支撑骨架的角色,而乳液聚合物则起到关键的黏合作用。PVC(颜料体积浓度)这一指标,能够反映出这三者在涂膜中所占的体积比例。当PVC值较高时,意味着黏结剂(乳液聚合物)的比例较低,而颜料和填料的含量较高;反之,PVC值较低,则表明黏结剂的比例较高,颜料和填料的含量相对较低。
配制低PVC乳胶漆时,在干膜中,颜料和填料粒子分散在乳液聚合物的连续相里。随着颜料和填料的增加, PVC提高,当其超过某一极限,即超过CPVC时,乳液聚合物就不能将颜料和填料粒子间的空隙完全充满,这些未被填充的空隙就留在涂膜中,由空气来填充,涂膜的性能就急剧下降,乳胶漆的PVC也并非越低越好,要综合考虑性能、价格等因素来确定。
把PVC/CPVC的比值定为对比 PVC。在进行涂料的配方时,对比PVC或PVC与CPVC的距离比PVC更能反映本质。它们不仅反映了乳胶漆中两个成膜物质——乳液和颜料、填料的体积关系,而且反映了与CPVC的距离,从而与乳胶漆的性能挂上了钩。
一般乳胶漆的 PVC/CPVC值如图所示,但实际上内墙用平光乳胶漆对比PVC高达1.35的,外墙用平光乳胶漆对比PVC也有超过 1.0 的。
也有人建议配方设计时最好避开PVC/CPVC=1.0,因为该点附近性能波动很大。总之,乳胶漆配方设计中的关键因素是PVC/CPVC, CPVC的大小与所用原料的种类及配比有关。最佳配方首先是通过调整CPVC使之尽可能高,并根据乳胶漆性能要求,将PVC设定在离CPVC有一定距离的安全范围内,其次是协调好助剂的搭配使用。
写在最后
乳胶漆主要有聚醋酸乙烯乳胶漆、乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆等品种。根据产品适用环境的不同,分为内墙乳胶漆和外墙乳胶漆两种。根据装饰的光泽效果又可分为无光、哑光、半光、丝光和有光等类型。
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