水性涂料的制備及性能研究

劉建國

（江蘇省地礦局第五地質大隊，江蘇徐州 221005）

水性涂料的制備及性能研究

劉建國

（江蘇省地礦局第五地質大隊，江蘇徐州 221005）

水性涂料作為裝飾裝修的重要材料，如何提高水性涂料的綜合性能至關重要。隨著建筑行業不斷發展，水性涂料的性能也愈加完善。經有關實踐表明，想要提高水性涂料性能，可以通過組合形式來實現不同材料間的功能互補，從而全面提升水性涂料的性能。基于此，重點以優質絲光淺色基漆、絲光墻面漆為主料；以酞菁綠、鐵黃為色漿，探究組合性水性涂料的制備方式，并分析其各項性能指標。

水性涂料；制備；性能；基料

Abstract：Water-based paint as an important material for decoration，how to improve the comprehensive performance of waterbased paint is essential.With the continuous development of the construction industry，the performance of water-based paint is also more perfect.The practice shows that，want to improve the performance of water-based paint，can be achieved through the combination of different forms of complementary functions between materials，thereby enhancing the performance of water-based paint.Based on this，this paper focuses on high-quality mercerized light-based paint，mercerized wall paint as the main material；to phthalocyanine green，iron yellow as a color paste，to explore the combination of water-based paint preparation methods，and analysis of its performance indicators.

Key words：waterborne coating；preparation；performance；base material

隨著我國建筑行業不斷發展，人們對綠色建筑、城市形象建設提出了更高的要求。高性能水性涂料作為重要的建筑材料，其應用性能也在不斷提高。在綠色經濟條件下，國際各國都在開發環保型水性涂料，推動綠色經濟發展。從使用情況分析，水性涂料由于性能優越，在當今建筑領域中的應用愈加廣泛，其優勢表現在：水性涂料能夠大大降低污染問題，節省能源消耗，雖然有很多水性涂料中含有微量的有害物質，但比例卻大大降低。再者，水性涂料對施工要求較低，如在潮濕的環境中依然能夠施工，適應性非常強，并且能夠直接用水洗滌，極大的降低有機清洗溶劑的使用量。可見，加強水性涂料的制備工作，對于建筑行業發展尤為重要，也是驅動建筑行業發展的巨大推動力。

1 水性涂料制備方式

1.1 制備試劑

為了能夠提高水性涂料制備質量，采用新型組合水性涂料制備形式，通過采用不同材料組合來提高水性涂料性能。水性涂料制備材料主要包含優質絲光淺色基漆、絲光墻面漆、鐵黃色漿、酞菁綠色漿、百色卡等。

1.2 制備儀器

需要采用多種制備儀器制作組合型水性涂料。包括：涂料老化試驗箱、涂-4黏度計、細度板、光澤儀、黑白格板、電子天平等。不同的制備儀器應用不同的制備環節，并保障每個制備環節質量，才能夠全面提高水性涂料性能。

1.3 水性涂料制備過程

首先，漿料制備。現將分散劑、水、防腐劑、消泡劑等液體投入到分散罐中，并攪拌均勻，在攪拌狀態下依次投入著色顏料、體質顏料，將混合物加速分散20～40min。其次，水性涂料配置。在調漆罐中加入乳液、增稠劑、pH調節劑、防凍劑、成膜助劑、消泡劑等，并將混合物混勻攪拌15min，直到混合物攪拌均勻后檢測出料。最后，涂料過濾與產品包裝。在乳膠漆生產中多少會存在一些雜質或破乳化成顆粒，可以根據產品要求差異，選擇不同規格的篩網和容器包裝，并做好計量工作，從而獲得最終產品。

2 不同組合水性涂料性能分析

2.1 基料與色漿搭配性能分析

通過不同質量比能夠實現不同的性能。基于同種基料、不同色漿；不同基料、同種色漿所制備的水性涂料，其遮蓋力、細度也不同。總體上將優質絲光淺色基漆水性涂料的細度要高于絲光墻面漆水性涂料，但絲光墻面漆水性涂料的遮蓋能力要高于優質絲光淺色基漆水性涂料性能。再者，根據同種基料，會隨著色漿所含比例提高，其漆膜光澤度、遮蓋性能都會呈現出下降趨勢。在經過一天的自然老化后，附著力、漆膜光澤度會隨之下降。

2.2 混合色漿涂料性能

通過對比試驗可知，采用混合色漿制備形式會降低水性涂料細度，但會逐漸提高遮蓋性能，二者呈現出反比例趨勢。特別是在加優質絲光淺色基漆水性涂料，其混合漿水水性涂料的遮蓋性能有了明顯提高。與此同時，待到水性涂料老化24h之后，其附著力和涂膜光澤度會隨之下降，但會逐漸提升硬度。

2.3 混合基料與色漿水性涂料性能

通過實驗表明，采用混合基料與混合色漿制備水性涂料中，混合水性涂料細度要比單一色漿涂料的要低一些，與混合色漿涂料細度相當。由此可見，混合水性涂料的遮蓋性能更加取決于所選基料，與色漿關系較少。因此，想要提升水性涂料的遮蓋性能，需要從基料著手。

2.4 細度、遮蓋性能

通過綜合所有材料組合實驗表明，影響水性涂料細度的主要因素就是色漿；而影響水性涂料遮蓋能力的主要因素是基料。再加上老化問題會導致附著力和涂膜光澤度下降，提升表面硬度，會在一定程度上會破壞涂膜性能。但通過對比溶劑型涂料，所制備的多種水性涂料組合性能不僅更加優越，同時也符合相關文件的標準需求，特別是環保性能非常突出。

3 水性涂料涂膜性能測試將方法與要求

1）涂抹硬度需要滿足TB/T 2260和TB/T 2293要求。

2）涂抹附著力加徐需要滿足GB/T 9286—1998測定。

3）涂抹防水性能：首先采用將劃格器劃出百格，之后將試驗樣品浸入到去離子水中浸泡20min，待到樣品取出后沿著劃格處用磨器摳其表面，觀察涂抹表面是否出現損壞問題。

4）涂膜耐究竟性能：首先用劃格器劃百格，之后將試驗樣品浸入到工業酒精中浸泡15min，取出后用磨具摳其表面，觀察涂膜處是否出現損壞問題。

5）耐高溫性能：耐高溫測試需要開展極限測試方法，取加熱的沸騰水，之后將制備好的玻璃板放入，繼續加熱沸騰持續10min，觀察涂抹表面是否出現脫落、氣泡、附著力恢復情況。

6）層間附著力：將水性涂料兩涂兩烘后，測試上面涂層在測試附著力時是否產生脫落現象。

7）制版條件：將所制備的水性涂料噴涂到將擦拭好的玻璃板上，待到自然擱置10min后，再將其放置在160℃的烤箱中進行30min加熱處理，在涂抹冷卻后在測試其性能，其中的干膜厚度大約在25μm左右。

4 水性羥基丙稀酸烤漆制備與性能檢測

水性羥基丙稀酸烤漆的制作材料有：水性丙烯酸樹脂，廣州鑫英化工；氨基樹脂，氰特；乙二醇單丁醚、pH調節劑、蒸餾水，國產；流平劑、消泡劑等。水性樹脂是由分子鏈上含有親水基團的聚合物與胺類中和劑成鹽而具備水溶性，包括羧基、羥基、氨基、醚基、酰胺基等。水性聚酯樹脂、水性丙烯酸樹脂都能夠與水性氨基樹脂配合。根據水性丙酸樹脂的分散形式不同，可以將其劃分為水乳膠型、乳液型、水可稀釋型三種。由于烤漆爆孔問題與成膜物質玻璃化溫度有著直接關系，因此應選擇低玻璃化溫度性樹脂。選用基體樹脂與氨基樹脂的配比為3∶1，考察不同的烘烤條件對漆膜固化交聯反應的影響，從而選擇合適的烘烤溫度和干燥時間。經過實踐表明，當烘烤溫度在110～140℃，并干燥30min后，漆膜硬度會由，HB提高到2H，繼續升溫其硬度依然保持在2H，這說明成膜物質的羥基與水性氨基樹脂的羥甲基、烷氧基甲基化學交聯反應完全，多種材料之間形成了附著力、柔韌性良好、耐沖擊的三維結構漆膜。通過試驗表明，在130℃，干燥20min時，漆膜不能完全固化，但干燥80min后，漆膜硬度一樣能夠達到2H。

通過對比試驗表明，當兩種樹脂的配比為6∶1～2∶1時，漆膜的綜合性能最優，如抗沖擊、附著力、容忍性、硬度性等，其耐鹽水、耐水性、耐堿度均能夠達到168h以上，在濃度10%的酸溶液中能夠保持12h不被侵蝕。當樹脂固體份比增加到1∶1時，漆膜的綜合性能無法達到標準。因此，在制備水性羥基丙稀酸烤漆中，兩種樹脂搭配比例6∶1～2∶1時為最佳。

5 結束語

重點探究了組合水性涂料制備、石墨烯水性涂料制備方法以及其性能。對于組合水性涂料來說，不同的組合形式其性能也存在差異，即色漿影響細度、基料影響遮蓋性能，需要根據施工條件合理進行組合搭配。石墨烯作為當今關注度非常高的材料之一，水性羥基丙稀酸烤漆具有應用性強、導電性能好、有韌性、防腐性強、環保性、硬性高等優勢。這些新型水性涂料制備方法能夠極大提高涂料性能，更是推動我國建筑行業發展的巨大驅動力。

[1] 張蘭河，李堯松，王冬，等.聚苯胺/石墨烯水性涂料的制備及其防腐性能研究[J].中國電機工程學報，2015，（S1）：170-176.

[2] 李桃安，毛倩瑾，鄭付營，等.鍍銀銅粉電磁屏蔽水性涂料的制備及性能研究[J].化學工業與工程，2011，（3）：9-13.

[3] 廖海星，喻克雄，劉敏.烷氧基硅烷改性丙烯酸酯水性涂料的制備及性能研究[J].荊門職業技術學院學報，2005，（3）：1-6.

[4] 宋麗，宋宇，王亞茜.雙酚S耐黃變聚氨酯水性涂料的制備及性能研究[J].皮革與化工，2016，（4）：1-4.

Preparation and Properties of Waterborne Coatings

Liu Jian-guo

TQ630.7

A

1003–6490（2017）09–0057–02

2017–06–25

劉建國（1977—），男，江蘇沛縣人，工程師，主要從事涂料測試研究工作。