多功能涂料助剂在消除涂料缺陷中的应用
                   周荣华（深圳市天健涂料科技开发有限公司，518122）
    摘要：概述了涂料产品产生缺陷的原因，着重分析了涂料缺陷的补救措施。介绍了多功能助剂 在消除涂料缺陷，诸如展色性、导电性、腐蚀、硬化和固化、流平和流动、泡沫、气味、流挂、沉降、桔 皮等方面中的应用。
    关键词：涂料缺陷；多功能助剂；应用
    中图分类号：TQ 639.8文献标识码：A文章编号：1009-1696（2009）10-0040-03
    0 引言
    开拓市场在很大程度上取决于能否提供满足需要的产品。与价格相比，涂料产品质量显得日益重要。通过使用涂料助剂，如润湿和分散剂、消泡剂、流变 改性剂、平滑剂、催化剂、流平剂和成膜助剂等可以 优化涂料配方，然而即使最佳配方，仍然会遇到涂料 产品质量不符合要求的情况。
    在涂料生产和使用过程中出现的问题，诸如泡沫 过多、干燥时间过长、流挂或有表面缺陷，该怎样去解决呢？消除这些缺陷的实际补救方法无需再次研 磨，仅仅加入多功能涂料助剂，简单搅拌即可。本文介绍了利用这一方法成功消除涂料缺陷的一些例子。
    1 缺陷的消除
    经常发生的这些不符合涂料产品要求的问题，多 数情况下与下列因素有关：展色性、导电性、腐蚀、硬化和固化、流平和流动、泡沫、气味、流挂、沉降、 桔皮等，所有这些问题均可采用涂料助剂来加以解 决。为了避免额外的研磨，涂料助剂最好采用在通常 条件下直接添加混合，而且最好能适用于各种用途，这样仅需有限数量的助剂，即可消除涂料的缺陷。
    1.1展色性
    展色性是对色漆质量和颜色均匀性的一般描述。 良好的展色性意味着，颜色以预期的强度和稳定的方式均匀显示在涂层上，此时颜料粒子呈均匀分布。如 果达不到这一点，展色性就较差，会造成各种外观及 产品质量问题，例如，发花：杂色或漆膜外观出现杂 纹；浮色：涂料中一个或多个颜料粒子在表面富集； 贝纳尔德漩涡：具有明显的中心六角形漩涡，呈现发 花；颜色与色卡很难匹配；贮存过程中出现颜色变 化；稀释后出现颜色变化；机械稳定性差：混合时出现絮凝。
    这些缺陷大多发生在涂料的生产阶段之后，如 在贮存期间或在漆膜形成的过程中，由于颜料分散 不稳定所造成。为了防止这些缺陷，可在颜料研磨阶 段添加有效的分散剂，以制备稳定的颜料分散体。
    已经研磨的涂料产品的展色性可以通过添加多功 能分散剂来补救。多功能分散剂对各种成分的颜料表 面具有较高的亲合性。实验表明，水性漆中使用低相 对分子质量、高极性阴离子表面活性剂；溶剂型涂料 中使用低聚表面活性剂，都可以获得最佳效果。 形成贝纳尔德漩涡和发花缺陷，是因重力对流 所致，可以通过增大涂料的黏度来避免贝纳尔德漩 涡和发花现象，最好使用增稠剂。这种助剂可以在任 何条件下添加到溶剂型涂料中，增加低剪切速率时 的黏度。
    1.2导电性
    实际上静电喷涂的涂料多数含有非极性溶剂，电 阻过高，使雾化的涂料微粒从喷枪中喷出后，不能有 效带电，很难达到满意的喷涂效果。这造成涂膜外观较差，且涂料的利用率低。降低涂料电阻的一种方法 是用较高极性的溶剂（如丁醇）替换一部分非极性溶 剂。然而，效果不明显，且需要添加的比例高达50%。 这不仅影响成本，而且影响溶解性、挥发速率和漆膜 外观。
    有效的方法是添加降低涂料电阻的助剂来调整电 阻，如添加季铵盐后，可明显降低涂料的电阻。它具 有非常好的混溶性，能够获得良好的漆膜外观，在配 方总量中的典型用量约2%。
    1.3腐蚀
    存在氧气和水时，铁表面会出现腐蚀，因此配制 水性涂料时必须解决腐蚀问题。腐蚀可能出现在涂料 生产、施工以及涂膜干燥过程中。铁的腐蚀过程非常 快，与水/氧气接触数秒钟，裸露而未经保护的铁表面 便会氧化，造成涂料中出现黄色斑点。为了使铁表面 快速钝化，应在涂料中添加腐蚀抑制剂。
    完全水溶性化合物（如苯甲酸钠），确实可以使铁 表面钝化，但它们会影响漆膜的耐水性。而腐蚀抑制 剂却没有这种弊端，它们在漆膜形成的过程中，变成 了非水溶性或不可乳化的抑制剂。这种腐蚀抑制剂不 但可以抑制漆膜中的腐蚀，而且可以抑制罐中的腐蚀 和生产过程中的腐蚀。
    1.4固化和硬化
    氧化固化涂料中含有低相对分子质量不饱和基 料，在氧气存在的情况下，受催干剂的影响便会聚合。 常用的催干剂有钴、锆和钙皂。在包括低温和高湿度 气候的所有情况下，催干剂如果与基料完全混合均 匀，则将发挥正常的催干作用。
    但是，在这种情况下，传统的强碱催干剂，以及 基于直链辛酸的金属盐效果不佳。此外，这些催干剂 在贮存过程中吸附在颜料上，且由于其化学不稳定 性，有失干的倾向。另一个问题是，催干剂在含有比 表面积较大颜料（如炭黑）的涂料中，经过贮存后催 干效果不佳。贮存后失干的补救措施是添加失干抑制 剂，可以吸附于颜料表面，避免主催干剂钴的损失。 为了改善在恶劣天气下的催干性能，已证明中性 预复合催干剂组合是最佳的选择。在对甲苯磺酸等 酸性催干剂的催化下，单组分酸固化涂料通常在高温 （＞120℃）进行固化。由于聚合作用，这些涂料通常 在室温下稳定性较差。若使用非离子型封闭型酸催干剂，则可以提高稳定性，而且可改善静电喷涂性，获 得高性能的涂膜。
    1.5流动和流平
    流动和流平性能主要由涂膜形成过程中涂料的流 变行为决定。一般而言，低剪切速率涂料具有最低的 黏度时可达到最佳的流动特性。乳胶漆采用传统纤维 素增稠剂，在低剪切速率时，显示出极强的假塑性行 为和高黏度。用缔合型聚氨酯增稠剂完全或部分替换 纤维素增稠剂，可以改善流动和流平效果。
    1.6泡沫
    涂料制造、运输、施工过程中都可能产生泡沫。 当液体媒质至少由两种物质组成，并含有可溶性表面 活性剂时，便会产生稳定的泡沫。水性涂料比溶剂型 涂料更容易产生泡沫。
    在涂料制造过程中形成的泡沫造成分散效果不 佳、反应器溢流以及包装填充不足等问题。许多表面 缺陷，如气泡、缩孔、表面斑点和遮盖力下降等，是由 于施工期间和施工之后泡沫的存在所引起的。
    消泡剂的选择非常复杂，很大程度上取决于涂料 的类型、配方、用途以及发生泡沫的阶段。为了消除 表面缺陷，消泡剂必须均匀地分散在涂料里，从而不 会造成任何负面影响，这一点非常重要。实验表明， 用不含有机硅且容易乳化的消泡剂，在水性涂料中可 以获得最佳效果。在溶剂型涂料中，消泡剂的选择更 加困难，需要进行更多的试验来确定。
    1.7气味
    气味目前是判断涂料产品质量的一个主要指标。 消费者往往把刺激性气味与毒性联系起来，因此，应 尽可能避免产生刺激性气味。通常涂料气味主要决定 于使用的溶剂、中和剂、基料和涂料助剂。调整涂料 产品气味的可能性非常有限，例如在有刺激性氨味的 情况下，仅限于将pH值调整至中性。选择原材料时， 应选择低气味产品。选择涂料助剂时，可以选择低气 味的催干剂、防桔皮剂和成膜助剂。
    1.8沉降
    形成沉降的原因是高密度、大颜料粒子以及分散 介质的低黏度。有效的颜料分散剂，配用流变助剂来 提高低剪切速率时的涂料黏度，可以避免出现沉降。 通过后添加多功能液体流变助剂，可以调整易发生沉 降的溶剂型涂料。
    1.9流挂
    流挂指在垂直表面出现流动从而造成涂膜厚度不 均匀的现象。低剪切速率时的涂料黏度对流挂有很大 的影响。流挂严重的涂料可以通过添加多功能液体流 变助剂来补救。
    1.10结皮
    涂料中的结皮通常是在涂料表面形成一层漆皮。 这种现象会降低涂料产品质量。防结皮剂主要通过 削弱催干剂金属离子，如钴的催化来起作用。甲乙酮肟是使用最为成功的防结皮剂。甲乙酮肟和钴形成的 CoO6 2+ 相当稳定，没有自动氧化催化的功能。
    2 结语
    在涂料生产产品质量控制阶段发现的涂料缺陷， 可以通过添加适当的涂料助剂予以纠正。最好的方法 是添加具有多种特性的液体涂料助剂，通过简单的搅 拌即可添加到成品中。