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防沉剂在淋涂喷涂中的应用与发展

发布来源:廊坊美尚瑞保温材料有限公司  发布日期: 2022-12-24  访问量:133


1表面处理介绍



??? 沉降是涂料生产和使用中经常遇到的一个重要问题。涂料的流变性能也是涂料生产和使用各个阶段必须考虑的重要因素。随着特殊功能涂料的研究和发展,对涂料性能的要求越来越高。导电中金属粉的加入使涂料的沉降成为研究人员关注的主要问题。在涂料中加入防沉剂,即在涂料中引入松散的网络触变性结构,可使颜料颗粒悬浮而不结块,防止颜料沉降,提高涂料性能,保持良好的流平性。本文介绍了几种常用防沉剂的特性、应用和发展趋势。




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??? 2常用防沉剂的特性及淋涂应用




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??? 2.有机改性膨润土




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??? 有机改性膨润土是由天然蒙脱石(以水辉石为主,与F盐(如季铵盐)反应而成。有机膨润土一般用作涂料中的防沉剂和增稠剂。其防沉淀机制是改变系统的流变性能,使其具有触变性,从而防止颜料填料的沉降。预凝胶和粉末可根据情况直接添加。无论加入哪种方法,都要充分发挥有机粘土的增稠作用,即加入甲醇、乙醇等含水量为5%的极性添加剂。这种极性添加剂可以溶解在未被替代的有机阳离子覆盖的薄片表面,从而降低薄片之间的吸引力,促进极性添加剂通过研磨渗透到薄片之间,降低薄片之间的吸引力。




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??? 目前,有机膨润土应用广泛。天津有机陶土厂生产的I型有机膨润土加入氯磺乙烯防腐涂料和氯化橡胶防腐涂料。结果表明,涂层流平性好,无流挂,延长了颜料沉降。李正利等人在铜环氧导电涂料中加入有机膨润土,发现有机膨润土可以很好地解决铜导电涂料中铜粉的沉降问题,大大提高了涂层表面的导电性,涂层表面的电阻率较小可达6.0x10-3。有机膨润土作为触变剂,能显著提高铜系导电涂料的触变性。




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??? 在涂料中使用有机改性膨润土作为防沉剂可以显著提高涂料的性能,但由于颜色深、透明度差,容易产生刷痕,增加溶剂量,难以保证涂料液体的固体含量,在应用中仍有一定的局限性。




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??? 2.2蓖麻油衍生物




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??? 蓖麻油衍生物是在非极性溶剂中通过分散和活化而膨胀的长链,相互缠绕,形成触变结构并增稠。受剪切力影响时,缠绕被拉开,结构受损,粘度下降;剪切力消失时,再次缠绕。缠绕过程缓慢,粘度恢复缓慢,流动时间长。适当的调整可以使涂层在较大的流挂极限厚度下仍有一定程度的平整度。因此,蓖麻油衍生物是制造厚涂层的有价值的流变助剂。英国是主要产品ICI公司的‘Thixomen,比利时RHEOX公司的Thxicin该系列产品广泛应用于各种涂料中,具有触变结构,改善颜料的悬浮性,控制流挂而不牺牲流动性和流平性,控制多孔物体的渗透性,通常不与涂料中的其他组成反应,不影响有机系统的耐水性,对涂料的耐久性没有不良影响,涂层不变黄,并赋予存储稳定性。




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??? 蓖麻油衍生物采用预凝胶加入成品涂料的方法,但应正确分散和激活,以充分发挥其作用。如果温度超过35,则可用于脂肪族碳氢化合物弱溶剂涂料,但对温度敏感℃,冷却后可溶解沉淀,使涂膜起粒。




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因此,该流变剂不适用于强溶剂系统,因此应高度重视制造、储存、运输和涂装。




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??? 2.三气相二氧化硅




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??? 气相二氧化硅是由四氯化硅在氢氧焰中水解制成的。它粒度小,比表面积大,表面有硅烷醇基团。这些硅烷醇基与相邻的气相二氧化硅颗粒相互作用,形成氢键。




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??? 氢键使其形成触变形结构。气相二氧化硅是统颜料沉淀的理想防沉剂。特别是对于色浆系统,适量添加将大大提高色浆的稳定性,减少润湿分散剂的量,提高色浆的适用性,减少色浆对涂层系统沉淀的影响。气相二氧化硅的沉淀对油漆的储存非常有益,尤其是一些颜料,如金属粉和薄片,容易沉淀,不能完全悬浮。使用气相二氧化硅可以保证其分散而不沉淀。粘度恢复时间仅为无氢键合能力的烃类、卤代烃溶剂等完全非极性液体的几分之一秒;在极性液体中,如胺类、醇类、羧酸类、醛类、二醇类,具有氢键合倾向,恢复时间长达数月,取决于气相二氧化硅的浓度及其分散程度。




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??? 气相二氧化硅预分散后加入成品漆。高速分散器或三辊机通常用于提高其分散质量。如果分散不足,漆膜会有颗粒,影响光泽。据报道,气相二氧化硅被添加到铜一丙烯酸树脂导电涂料中作为防沉剂。试验表明,气相二氧化硅可以触变热塑性丙烯酸树脂,防止填料颗粒沉降,但添加过多,涂层处于凝胶状态,导电性降低。




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??? 2.4聚烯烃颗粒




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??? 聚烯烃颗粒膨胀并分散在非极性溶剂中,形成凝胶体,可作为涂层流变添加剂,具有抗沉降和抗流悬架的作用。特别是为了防止烘烤流悬架,因为它是热熔的,可以与成膜树脂物理结合形成集成结构。




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??? 聚烯烃颗粒在显著增稠的情况下提供优良的颜料悬浮体。稀释到喷涂粘度时,将颜料悬浮在系统中,提高流平性,防止浸渍槽、喷漆罐和储存容器结块。有助于防止喷涂过程中有时拉丝。防止烘烤过程中的流挂,增强颜料湿度,有助于保持储存过程中的粘度稳定性,控制闪光漆中金属片的良好定位,提高冲击性能。




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??? 三是防沉剂的发展




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??? 目前,现有的溶剂型和无溶剂型涂料或多或少存在添加困难、消光、对温度敏感等缺点。为了改善这些问题,满足各种系统的要求,出现了一些具有独特化学结构和功能机制的新型流变添加剂。




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??? 3.1改性氢化蓖麻油




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??? 用酰胺改性氢化蓖麻油,成功提高了工业涂料的抗溶剂水平。多年来,该流变剂已成功应用于各种工业涂料,特别是重防腐涂料和海洋涂料。但这种流变剂在使用时仍有假稠等缺点。新型特殊酰胺改性氢化蓖麻油,如英国CrayValley公司的CrayvalIacSuper(CRSuper)流变剂性能更好,使用更方便,能适应溶剂范围更广,涂层储存稳定性好,涂层性能好,抗流挂能力好,长期储存对涂层光泽无明显影响。




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??? CRSuper高固体分涂是一个很好的应用领域。当然,使用高触变性有机粘土也能提高其抗流挂性,但涂装时粘度过大,流平性变差。比较了CRSuper有机粘土易分散。由于分子质量低的醇酸(涂料中仍有少量溶剂)在溶剂蒸发过程中粘度几乎没有增加,因此很难控制这种高固体分涂料的流变性。另外,由于粘度过大,涂层难度大,流变剂不能使涂层粘度过大。




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?CRSuper在添加量小的情况下,特别是粘度低,能有效地抗流挂。




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??? 3.2.改性聚脲甲基吡咯烷酮溶液




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??? 改性聚脲N甲基吡咯烷酮溶液(BYK1410)是通过溶剂或液体树脂的稀释,适用于溶剂型和无溶剂型涂料的流变助剂。BYK1410与涂层系统不兼容。在适当的搅拌速度下,产生小的针状结晶,通过结晶问题的键合力形成三维网状结构,为系统提供较强的触变性,提供优异的抗沉降和流挂性能。储存涂料时,BYK1410利用三维网状结构支撑各种颜料成分,有效防止颜料和填料沉降,增加粘度。在施工过程中,由于给系统一定的剪切力,BYK网状结构损坏,粘度迅速下降,满足施工要求。剪切力消失后,可在几秒钟内建立这种网状结构,防止漆膜流挂。




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??? 该流变助剂无色透明,不会给系统增加颜色,添加后会产生较佳效果,防流挂性好,用量少。由于预凝胶和树脂没有混合问题,防沉剂的添加量为0.1%~0.3%,但必须要求中等极性介质。葛利丫将BYK一410加入至Pu防沉剂在亚光漆中起着很好的作用。贺继东将BYK在丙烯酸树脂涂料和醇酸面漆中加入1410,并与其它防沉剂进行比较。试验证明,BYK1410调漆后加入效果较好,其它防沉剂必须研磨或激活才能达到全面的流变活性。




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??? 3.三钛酸酯偶联剂




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??? 钛酸酯偶联剂可在无机填料和有机聚合物之间形成化学键。由于其自身的化学结构特点,在填料表面形成单分子层而不形成多分子层,具有表面改性效果。钛酸酯烷氧基与无机颜、填料表面化学结合,与有机聚合物交联,增加粘度。钛酸酯偶联剂引入钛酸酯偶联剂SO3H等基团,增加有机物的触变性,提高防沉能力。有人在易沉淀的钼铬红色颜料中加入钛酸酯偶联剂进行油漆试验,比较了传统的防沉剂和钛酸酯偶联剂的防沉效果。结果表明,在研磨前添加钛酸酯偶联剂优于以前的流变添加剂。这种添加剂不需要预分散,添加没有限制,也没有上述流变添加剂中提到的难以添加、对温度敏感和消光的问题。相反,添加少量钛酸酯偶联剂会增加光泽。




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??? 4结语




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??? 防沉剂在现代涂料中起着重要的作用,对涂料的生产、储存、涂层和涂层性能有重要影响。因此,其使用越来越受到重视,性能更好的新品种不断发展。目前防沉剂品种齐全,基本能满足现代涂料的要求。防沉剂开发技术有两个方向:一是提高原产品性能,提高涂料使用效果,确保安全方便;二是开发新品种,继续满足现代高性能涂料的新要求。
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