生产工艺对水性金属闪光漆性能的影响
姜佳丽1，陈高祥2，梁敏仪1
（ 1.顺德职业技术学院应用化工技术系，广东佛山 528333 ；2.上海富臣化工有限公司，上海 201700）
0 引言
水性金属闪光漆是指以水为分散介质，采用金属颜料、珠光颜料等作为主要着色颜料，漆膜表面具有一定金属光泽的水性涂料。由于水性金属闪光漆具有较好的装饰性、较低的VOC（挥发性有机化合物）含量，且具有一定的透气性，目前在艺术涂装、家装等领域应用广泛。目前，水性金属闪光漆中研究较多的是铝银浆，即以铝粉作为颜料。由于珠光颜料不但具有金属光泽、特有的柔和的珍珠光泽，同时还兼具独特的功能特性，近年来在水性金属闪光漆中的应用越来越多。但由于珠光颜料是由数种金属氧化物薄层包覆云母构成的，因此以其为主要颜料的水性金属闪光漆的生产工艺具有一定的特殊性。本文在水性金属闪光漆的配方设计过程中主要考察了分散转速、分散时间以及分散水量对漆膜性能的影响。
1 实验部分
1.1 原料和仪器
原料：苯丙乳液、分散剂、润湿剂、pH 调节剂、成膜助剂、防腐剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、珠光颜料、香精等。
仪器：高速分散机、电子天平、光泽度测量仪、遮盖力测量仪等。
1.2 基本配方
在配方设计时，首先选用了性价比较高的苯丙乳液作为成膜物质。此外，在颜料的选择方面，为了保证漆膜具有足够的金属质感，本配方中没有添加其它颜料，而只选择了珠光颜料一种，由于珠光颜料的遮盖力较弱，故珠光颜料的用量较高，定为10%（质量分数）。选用的助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、pH 调节剂、成膜助剂、流平剂、增稠剂、防腐剂、香精等。
涂料的基础配方见表1。
1.3 生产工艺
本配方的生产过程分以下几个阶段：A 组分色浆的生产，即颜料润湿分散阶段；B 组分基础漆的生产；后是A 组分与B 组分混合的调浆阶段。具体的生产工艺如下：
A 组分色浆的制备：称量配方总量中的部分水，加入分散剂、润湿剂、消泡剂和pH 调节剂，用高速分散机在300 r/min 下混合5 min 左右，达到均匀状态。再加入珠光颜料，在300 r/min 下分散1 h，色浆即生产完毕，待用。
B 组分基础漆的制备：称量总配方中剩下的水量、乳液，于600 r/min 下混合均匀后，依次加入成膜助剂、防腐剂、流平剂、消泡剂，在600 r/min 下混合均匀后待用。
调漆阶段：将A 组分与B 组分在300 r/min 下混合均匀，再添加pH 调节剂、增稠剂、香精等，混合均匀，生产完毕，制得成品。
在此需要特别说明的是，本实验采用的是云母珠光颜料，其表面的包覆层在高分散转速下易脱落，当转速超过1 000 r/min 时，脱色现象严重，故转速不宜高于1 000 r/min。此外，颜料的润湿分散过程一般与分散的转速与时间都有关系，对于普通粉体颜料来说，分散转速一般应在1 200 r/min 以上，分散10 min左右就可以达到较好的分散效果［7］。由于本实验的分散转速较低，所以润湿分散时间相对延长。这也是采用珠光颜料的水性金属闪光漆的生产工艺的特殊之处。
2 结果与讨论
2 结果与讨论
除乳胶漆的基本性能以外，水性金属闪光漆尤其注重的是遮盖力和光泽度，因此本实验主要考察了分散转速、分散时间以及分散水量对漆膜遮盖力以及光泽度的影响。
2.1 佳分散转速的确定
分散转速对漆膜遮盖力及光泽的影响见表2。
由表2 可见：随着转速的增加，漆膜遮盖力先增加后降低，在600 r/min 时达到大值；而光泽度随着转速的增加而逐渐减小。综合考虑遮盖力和光泽等因素，本配方采用分散转速为600 r/min。
2.2 佳分散时间的确定
分散时间对漆膜遮盖力及光泽的影响见表3。
由表3 可见：随着分散时间的延长，漆膜遮盖力和光泽度都先增加，当达到一定值后又开始逐渐降低；当分散时间为40 min 时，遮盖力为83.74，光泽为43.7，均较高，故选取分散时间为40 min。
2.3 佳分散水量的确定
分散水量对漆膜遮盖力及光泽的影响见表 4。
据文献报道，金属粉的分散多采用醇醚类或二醇类溶剂作为助分散剂。由于环保要求的提高，根据目前上对涂料产品的检测要求，醇醚类或二醇类的部分溶剂属于禁用或限用物质。为适应这种情况，本配方以水作为分散介质，也取得了较好的效果。由表4 数据可见：随着分散水量的增加，涂膜的遮盖力先增加后减少，在分散水量为22.5 g 时漆膜遮盖力达到佳值84.99 ；漆膜光泽则随着分散水量的增加而不断减少。综合考虑，本配方采用分散水量为22.5 g。
据文献报道，金属粉的分散多采用醇醚类或二醇类溶剂作为助分散剂。由于环保要求的提高，根据目前上对涂料产品的检测要求，醇醚类或二醇类的部分溶剂属于禁用或限用物质。为适应这种情况，本配方以水作为分散介质，也取得了较好的效果。由表4 数据可见：随着分散水量的增加，涂膜的遮盖力先增加后减少，在分散水量为22.5 g 时漆膜遮盖力达到佳值84.99 ；漆膜光泽则随着分散水量的增加而不断减少。综合考虑，本配方采用分散水量为22.5 g。
3 结语
上述结果表明，由于珠光颜料本身的结构特点，以其为主要颜料的水性金属闪光漆的生产具有一定的特殊性，分散转速、分散时间及水量都对其漆膜性能有重要影响。对于本实验所采用的配方而言，佳工艺条件为分散转速600 r/min、分散时间40 min、分散用水量22.5 g。
上述结果表明，由于珠光颜料本身的结构特点，以其为主要颜料的水性金属闪光漆的生产具有一定的特殊性，分散转速、分散时间及水量都对其漆膜性能有重要影响。对于本实验所采用的配方而言，佳工艺条件为分散转速600 r/min、分散时间40 min、分散用水量22.5 g。
