色浆成分分析 色浆配方分析
科标无机检测中心供色浆分析检测服务,主要涉及色浆性能检测(性能测试)、色浆成分分析(成分组成)、色浆配方分析(成分配比)、色浆含量测定等。
一:色浆检测概述(003)
色浆是由颜料或颜料和填充料分散在漆料内而成的半制品。以纯油为胶粘剂的称油性色浆;以树脂漆料为胶粘剂的称树脂色浆;以水为介质添加表面活性剂分散而成的颜填料浆称为水性色浆。由于漆料种类很多,色浆种类也很多。为了使颜料等更好地分散在漆料中,往往在制造过程中,加少量的表面活性剂,如环烷酸锌等。
色浆具有一定的耐光性、耐候性以及耐化学性质等等。色浆的耐光耐候性的测试是通过户外曝晒,但实际户外曝晒时间太长,现在一般色浆性能检测大多是通过仪器设备模拟测试。通过和标准色样对比或者是通过测色软件来评定。而水性色浆的耐化学介质性主要是耐酸、耐碱性,即耐化学迁移性。该性能基本上取决于颜料本身,在户外用色浆中必须考虑这一因素。一般水性涂料也是要求耐酸耐碱,不要求耐有机溶剂和其它化学品。
二:色浆的具体检测项目
配方分析、成分分析、老化测试(可靠性测试)、外观 颜色 比重 粘度 细度PH值 固体分 遮盖力 干燥时间 流动特性 附着力 柔韧性 冲击强度 耐磨性 粘弹特性 光泽度 电气性能 耐高温性 耐水性 耐化学性 耐腐蚀性 耐油性 耐溶剂性 耐候性等。
三:相关检测标准
HGT 3951-2007 建筑涂料用水性色浆
GB-T 10664-2003 涂料印花色浆 色光、着色力及颗粒细度的测定
科标无机检测中心主营涂料、油漆、颜料、油墨及其相关材料的成分分析,性能检测,老化测试以及配方研发等检测服务
第二篇:水性色浆的性能分析
16
水性色浆的性能分析伍金平
水性色浆的-陡能分析
伍金平,杜长森,吕仕铭
(昆山市世名科技开发有限公司,江苏昆山215337)
摘要:介绍了水性色浆在水性产品着色中的地位。水性色浆应具备保湿性、稳定性、窄带粒径分布、良好的相容性等性能,以此指导用户评判水性色浆的优劣,也可为生产和制备色浆的厂商作为参考。着重从物理化学方面探讨了影响水性色浆的保湿性、相容性等性能的因素。关键词:乳胶漆;
水性色浆;
颜料制备物;
性能分析
中图分类号:TQ630.1
AnaIysis文献标识码:B文章编号:1004—1672(2007)04—0016—03
ofPerfomanceofWaterbomeColourP嬲te,WuJin-pingetal,,KunshanSmanScience&Tech肿Io野
important
statues
developmentCo.,Ltd,
Abstract:Ttlisaniclein臼oducesthe
ofwaterbase
col6rant
on
carrying
out
col嘶ng
aqueousproducts.On
mebasisofpracticalsituation,meanicleallalyzewaterbase
colo啪tabouttlle
necessaryperfbn】1anceofwaterpreservation,
as
stability,n枷wpaniclesizedistribution,goodcompatibility,etc.whichbom
waterbasecolorant
tlledirectionforusefsto
distinguishgood
on
f如mbadand
asthereferencefor
manufacturertoproducecolorants.Andtheinnuenceoffactors
perfoⅡnanceOfwaterpreservationandcompatibilityofwaterbasecolOrantisdiscussedwith
physico—chemicalprinciple.
Keyword:Latexpaint;waterbasecolorallt;pigmentpreparations;analysisofpmperties
水性色浆是乳胶漆必配的着色材料,并且其应用领域不断延伸。生产环保型水性色浆是我们必须
探索的课题。
作用与其自身同周围介质的折射系数之差有关,折射系数差别越大反射作用越强,遮盖力越强,因此,在一定范围内颜料粒度提高,遮盖力增加。颜料粒子粒径变小时,比表面增大,着色强度增加,
但达到纳米级时颜料将会是透明的,其遮盖力将会
水性色浆一般由水、粉状颜料、表面活性剂、助溶剂、保湿剂等组成。
水性色浆,也称为颜料分散体。优秀的水性色浆必须与水性聚合物乳胶体相容性好、质地均匀、不含交联剂和APE(烷基苯酚多乙二醇谜)溶剂。在选材上应选用具有优良的耐候性、耐光、耐化学腐蚀及抗紫外线性能的优质颜料。成品着色剂应是着色力强、流动性好、长时间储存不结块,不沉淀,不返粗、固含量高、产品黏度稳定、泡沫低,不风干,遇冰冻可融化后再使用,不发霉、尽可能低的
VOC。
下降。此外,粒度对颜料的色光也有影响,通常粒径大,粒度分布较宽,色光发暗;反之色光鲜艳。另外,粒度还会影响颜料的耐光牢度。颜料粒径越小,其比表面积愈大吸收光能就多,细度小,尽管其着色力提高,但耐候性相对降低,受破坏的程度也增加,因此,褪色较快。颜料颗粒的粒径对分散稳定性也有影响,粒径分布越窄,分散性就越好,平均粒径越小,越不容易沉降。但是粒径过小,容易发生絮凝,发生絮凝是由于粒子小,比表面积增大,表面自由能也增大,粒子总有自动减小表面积的趋势,从而发生絮凝的机会也会增大,不利于分散。在生产水性色浆时,对不同产品应控制一定的细度范围。
2色浆的稳定理论
水性色浆的稳定,可利用电荷稳定理论和空间位阻理论进行解释。电荷稳定理论主要是指DLV0理论,主要考虑颗粒之间双电层的作用;而空间位
这里对水性色浆的高保湿性、品质稳定性、窄
带粒径分布、良好的兼容性作初步的理论探讨。
1粒径分布对水性色浆性能的影响
颜料的显色是由光线对其发色基团与助色基团的作用结果,颜料粒子的大小对其颜色性能也有很大的影响。为了保证少量配色色光反应一致,需要对着色剂的粒径进行有效分析。色浆体系中的颜料粒径会影响其遮盖力和着色强度,颜料对光的反射
万方数据
化学建材2007年第25卷第4期
阻理论则充分考虑了非离子型高聚物的空间位阻作用。分散颗粒之间具有相当大的排斥力,足以抵消范德华力和布朗运动引起的碰撞,并且能抵消重力
引起的沉降作用时,才能稳定的存在。这种排斥力
主要来自两个方面:一是颗粒周围的双电层或者说表面电荷之间的同性电荷的排斥作用;另一个方面是颗粒表面所吸附的非离子物质之间的相互作用。2.1双电层稳定及助剂量的确定
要使得体系稳定,必须使颗粒不容易接触,为
此可选用离子型分散剂,利用双电层排斥稳定颜料
粒子。要得到高稳定的着色剂颜料浆,就需要提高双电层的厚度来控制zeta电位。由于zeta电位的测
定较复杂,加之Zeta电位的主要来源是由离子型表
面活性剂贡献¨】,那么,要求对助剂的量和种类进
行确定。
助剂量的确定可以利用“丹尼尔流动点”的测定,并在其基础上进行修正,则可以得出在该体系
中稳定化的助剂用量。一般对不同品种的着色剂是在其“丹尼尔流动点”时助剂用量的2 ̄2.5倍即可达到
稳定的良好效果,综合性价比较理想。助剂量过大会使得体系的黏度升高,并且会产生“桥联”效应;助剂量少则不能达到稳定分散的效果,同时会引起
相容性的问题。2.2空间位阻稳定
当体系中颗粒浓度较低,颗粒的距离较大,超出了电荷稳定的作用范围,在重力的作用下容易发生沉降。那么可以选用非离子型表面活性剂进行锚固空间位阻稳定,主要是形成胶束包覆及支链枝丫效应稳定,稳定效果与胶束的形状有很大关系。胶束的形状与表面活性剂的用量有关,随着表面活性剂用量的增加,胶束形状由球状一椭球状一棒状转化。球状稳定效果及综合性能较好,即临界胶束浓
度(CMC)。
3助剂的选择和色差控制
不同的颜料对助剂有很强的选择性。具有一端有高密度活性基团结构的助剂用于无机颜料的分散,性能优良:用于有机颜料和象炭黑一类具有稠环结构的颜料,应用具一端平面大Ⅱ键环结构或亲颜料基团的助剂口l。制备氧化铁颜料浆时,一般只用阴离子型分散剂(高分子钠盐)口】。在分散过程中,该分散剂离解成带正电和带负电的离子和离子团。
工业着色剂在调色配色过程中,希望其每次的颜色的重现性一致,那么则要求对批次间水性着色剂有严格的色差控制,一般色差控制依托色差计来
万
方数据17
加以评定。有较好颜色重现性的水性工业着色剂色差控制在△E小于0.5,着色强度在正负5%。色差可用(1)式表示:
△E=(△L2+△以2+△易2)172△C=(△口2+△易2)172
(1)
式中:△E表示是色差、L表示明亮度、口表示红绿色相、易表示红蓝色相、△c表示色调饱和度。4高保湿性
水性色浆一般都是由低沸点的表面活性剂和水
作液相,在调色过程中将会有一定时间暴露在空气中。如果体系的保湿性不理想,由于体系的溶剂挥发,可能会产生表面变厚或结皮现象,从而使得体系中局部的色浓度变高,导致配色的误差大,高温季节会更明显。因此,在制备着色剂时要求在非密封情况下,长期保持稳定黏度、表面润湿H】。
体系的保湿性主要决定于整个体系的溶剂挥发
速率。溶剂的挥发速率受4个变量的影响:温度、蒸
气压、表面与体积之比和流过表面的空气流速;另
外,水的挥发还受相对湿度的影响。
对温度而言,重要的是表面温度。随着温度的升高,溶剂更易气化,所以选择高气化热的溶剂对
保湿是有利的。众所周知,溶剂的挥发发生在溶剂/空气界面,所以表面积对体积比形成影响;再者,挥发速度决定于空气/溶剂界面上空气中溶剂的分气压,所以流过表面的空气流速是重要的。如果挥发出去的溶剂分子不能快速地带走,那么溶剂的分压增大而挥发受压制。一般来说,水性体系溶剂的蒸气压在保湿性能中扮演着重要角色。对相对湿度而言,在相同条件下,相对湿度越大,水挥发越慢。当相对湿度接近100%,水的挥发速度接近零。湿度和温度对保湿有一定的牵制作用。
鉴于水性着色剂体系中的成分复杂,所选用的溶剂的蒸气压不同,所以挥发出来的组成与溶剂组成不同。在挥发过程中,分蒸气压就不断的改变。如果对拉乌尔定律进行修正,对生产高保湿性着色剂有指导意义,那么对非理想溶剂组合可以用(2)式
表示:
尸总=PI+B+…+尸i=xlpl枞22’02+…五班
(2)
式中:z。是相互作用的调正因子,常称活性系数;
Po。表示随温度变化时的蒸气压。5着色剂的兼容性
一组良好的着色剂应和各种水性基准物体系(高聚物乳胶体)都能有良好的相容性。如果着色剂和水性基准物体系的相容性不理想,则会出现体系
18
水性色浆的性能分析伍金平
的黏度升高,颜色不易完全展出来,重现性差,色系中应用拉乌尔定律及Gibbs自由能对合理设计配方
有一定的指导意义。一系列优秀的色浆必须具备着
泽暗淡。出现这种情况的主要原因是基于两体系的亲水亲油平衡值(}玎墙)的不配伍【5】,通常在两体系之一添加“相乘剂”来调节HLB值得平衡,“相乘剂”主要是通过自身的极性来通过“诱导效应”拉平两者的
HLB值的差距。
色力强、流动性好、长时间储存不结块,不沉淀,
不返粗、固含量高、产品黏度稳定、泡沫低,不风干,遇冰冻可融化后再使用,不发霉、尽可能低的
VOc,批次间色差少等性能。参考文献:
[1】崔爱莉,王亭杰,何红,等.超细二氧化钛粉末在水溶液中的分散【J】.过程
工程学报,200l,2l(1):99一lOl【2]魏彤,张友兰,王利军等.水性体系中炭黑分散的影响因素【J]涂料工业,
事实上,水性色浆与各种水性基准物体系相容性受到本身的热力学因素制约。如果Gibbs自由能为负值时,着色剂能够与水性基准物混容,那么可用Gibbs自由能公式(3)来描述:
△G。=△巩一r△&
(3)
2002,32(7):12?17
当混合自由能△G。的变化是负时,热力学上对
混合有利。熵的变化△S。一般是正的,因为当着色
[3]于费,季诚昌,李建国.氧化铁颜料浆的制备与质量控制[J】.新型建筑材
料,2002,268(7):39—40
【4】RandlerRudolf'RohrUlrike,Geisenbe唱er
Josef.water-based
colorant
剂与水性基准物混合时,一般在混合后比混合前更无序(也有例外,当不同分子间相互作用强则混合物分离是更有序,结果熵的变化是负的)。大多数△s。是正的,熵变化有利于混合,所以当△&是正,这
两体系可混合。
prepamdons【P】.US:700847582.2003—0l一30[5】Tatsuo
SatoStabilityof
13—121.
Dispersion【J】.JoumalofCoatingTechnology.
1993,825(65):l
收稿日期:2007一02.12
基金项目:江苏省火炬计划项目(H2005183)
作者简介:伍金平,工程师,主要从事水性色浆方面的开发与应用研究。单位地址:(2l5337)昆山市黄浦江北路219号,电话:0512.57665885,E—mail:wI巧p@smcolor.com.cn
6结语
高品质水性色浆对自身的粒径、分散稳定、助剂选择、保湿、相容性有很高的要求,水性色浆体
(上接第7页)
试,还能用于聚氯乙烯树脂与增塑剂的干混料性能、树脂与稳定剂组合的热稳定性能、最佳加工温度的选择等的测试。其中的熔融特性是热塑性聚氯乙烯树脂加工难易和制品优劣的关键,检测和控制熔融性能更是提高树脂塑化和加工质量的有效途径。
稳定时间约为6.8min。与热烘箱老化实验结果相
似,3一十二烷巯基丙酸钙锌复合皂的热稳定性能明
显优于硬脂酸钙锌复合皂。
3结论
(1)3一十二烷巯基丙酸钙、锌对PVC的热稳定性
能优于硬脂酸钙、锌。
(2)3一十二烷巯基丙酸钙、锌复合皂的协同作用明显优于硬脂酸锌/硬脂酸钙的协同作用。
(3)3.十二烷巯基丙酸钙、锌复合皂不仅具有良
好的静态稳定性,而且具有优良的动态热稳定性,有望在PVc加工中获得广泛应用。
图3cz,cszs复合皂的流变曲线
参考文献:
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基金项目:国家自然科学基金资助项目(20474067)
作者简介:刘鹏,单位地址:(510650)广州市天河区乐意居广州化学研究所,联系电话:020-8523138l,E—mail:lp3090@gic.ac.cn
图3是Cz、cSzs复合皂的流变曲线。从图3可以看出,在实验开始时,转矩迅速达到最大负荷峰;随着试样被压缩和加热,扭矩减小到最小点,塑化开始,扭矩增加;当塑化完全时,达到转矩的最高点。塑化时间为负荷峰到转矩最大点的时间。图中显示3一十二烷巯基丙酸钙锌复合皂的塑化时间相当。在给定的温度和转速下,Cz复合皂在3.8分钟时扭矩开始迅速上升,发生”锌烧”;cszs复合皂的
万方数据
水性色浆的性能分析
作者:
作者单位:
刊名:
英文刊名:
年,卷(期):
引用次数:伍金平, 杜长森, 吕仕铭昆山市世名科技开发有限公司,江苏,昆山,215337化学建材CHEMICAL MATERIALS FOR CONSTRUCTION2007,23(4)2次
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引证文献(2条)
1.伍金平 皮革涂饰用水性颜料浆的性能测评初探[期刊论文]-皮革与化工 2009(3)
2.石一磊.伍金平.杜长森.刘姝.寿崇琦 皮革涂饰用水性颜料浆的性能测评初探[期刊论文]-精细与专用化学品2009(14)
本文链接:http://d..cn/Periodical_hxjc200704008.aspx
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