顏填料對乳膠漆遮蓋力的影響

王微勝+陳炳耀+毛秋燕

摘 要：乳膠漆是一類以水為分散體系，以合成樹脂為基料，加入顏料、填料，輔以各種助劑制備而成的涂料。遮蓋力作為衡量乳膠漆好壞的的重要指標之一，在設計配方與實際生產中都是關注的重點。表現在：相同重量的產品在同種施工條件下，遮蓋力越好，可刷涂的面積就越多。本論文將從顏填料的晶型、折射率、粒徑等方面闡述顏填料對乳膠漆遮蓋力的影響，并給出改善其遮蓋力的方法。

關鍵詞：乳膠漆；遮蓋力；改善方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.002

0 前言

遮蓋力也被稱為不透明度，是顏料對光線產生散射和吸收的結果。遮蓋力的表示方法是指每平方厘米被涂物的表面積，在達到完全遮蓋時，需用涂料的最低量，計算公式為：遮蓋力=。在日常的實驗中，我們通過使用黑白板等方法進行測試。通常，涂料的遮蓋力由涂料折光率與涂料周圍物質折光率之差決定，其差值越大，遮蓋力越強。

1 實驗部分

1.1 乳膠漆的組成與制備

乳膠漆主要由以下物質組成：水、纖維素、分散劑、潤濕劑、消泡劑、防凍劑、成膜助劑、顏填料、增稠劑、乳液、殺菌劑、防霉劑、防沉劑、PH調節劑等。本實驗制備乳膠漆的配方如下（質量/g）：

配方：水280；防凍劑20；增稠劑4-6；纖維素5；消泡劑1；殺菌劑1.5；防腐劑1.5；鈦白粉75；重鈣250；輕鈣100；高嶺土100；苯丙乳液125；成膜助劑7；pH調節劑0.2-0.5；消泡劑1-2；分散劑2；水25。

1.2 乳膠漆生產具體工藝流程

（1）將水、纖維素、分散劑、潤濕劑、流平劑、防腐防霉劑、成膜助劑、消泡劑、等助劑在低速攪拌下混合；

（2）加入顏填料（固體粉料）、防沉劑后進行高速分散，直到粉料細度合格（通常在50?m左右）；

（3）在細度合格的條件下，緩慢地加入乳液，低速攪拌。攪拌加入時，注意不要打出氣泡，待乳液與粉料混合均勻后，進行下一步操作；

（4）用增稠劑調整涂料的粘稠度，用pH調節劑調節乳膠漆的pH，待檢測合格后，制得初涂料，檢測相關性能，得乳膠漆成品，裝罐備用。或者根據不同鈦白含量，用各種水性色漿調配涂料的顏色及其深淺度，制備多色彩的涂料。

2 實驗內容

2.1 晶型對遮蓋力的影響

鈦白粉是應用最為廣泛的白色顏料，也是提供遮蓋力的最主要成分。鈦白粉的分子是為TiO2，主要有三種晶型，分別為：銳鈦型、金紅石型和板鈦型，晶型的不同導致遮蓋力也不盡相同。由于板鈦型鈦白粉無工業價值，基于此，本組實驗將對另外兩種鈦白粉進行對比實驗，具體結果見表1：

由表1可知：金紅石型比銳鈦型所提供的遮蓋力要強。

2.2 折射率對遮蓋力的影響

遮蓋力的光學本質是顏料與其周圍存在介質折射率之差造成的。差值的大小也會影響遮蓋力的大小，部分物質的折射率見表2：

由表2可知：由于周圍的介質是一致的，所以介質折射率相同，因此，與周圍介質的折射率之差取決于自身折射率的大小，金紅石型的折射率比銳鈦型鈦白粉的折射率大，得出金紅石型鈦白粉遮蓋力更好，由實驗1也驗證了該結論，而二氧化硅自身折射率低，所以遮蓋力差。因此得出結論：顏料自身折射率越大，遮蓋效果越好。

2.3 顏料粒徑對遮蓋力的影響

一般來說，顏料的粒徑太大和太小其遮蓋力都不高。本組實驗選用不同粒徑規格的鈦白粉，探究其對遮蓋力的影響，實驗結果見表3：

由上表可知：鈦白粉的平均粒徑為0.2μm時最好，因此在配方設計中，我們應盡量提高粒徑為0.2μm的粒子含量。白色顏料的遮蓋力主要依靠光的漫散射。理論上講，產品能更強烈反射藍光和綠光，使鈦白顏料顯得更白，同時提高了遮蓋力。實際生產的顏料總是存在一定寬度的粒徑分布，平均粒徑相近時，粒徑分布越窄，顏料粒子越容易分散。

2.4 體質顏料粒徑對遮蓋力的影響

金紅石型鈦白粉雖具有最高的散射力，但價格也很高，如果其顆粒產生附聚，就會影響其遮蓋能力的發揮。體質顏料，如碳酸鈣、滑石粉和高嶺土等，其折射率基本與乳液聚合物相同，但較細的體質顏料，通過調節鈦白粉在涂膜中空間位置，使鈦白粉不團聚，達到最大的光散射能力，從而得到最高的遮蓋力。而粗的體質顏料，由于造成鈦白粉在其粒隙中聚集，從而降低了鈦白粉的遮蓋效果，人們把這種細填料的這種作用叫做位隔作用，把這種細填料叫做位隔填料、鈦白粉位隔劑、或鈦白粉稀釋劑。在體系中加入不同粒徑的體質顏料確定最佳粒徑，結果見表4：

由表4可知：體質顏料粒徑為鈦白粉（0.2μm）粒徑的四倍（0.8μm）時，鈦白粉能得到最有效的光散射，即最好遮蓋力。

3 改進措施及總結

針對以上的實驗結果，我們提出以下改進措施：

遮蓋力產生于顏料與介質的折射率差，差值越大，遮蓋力越好。金紅石型鈦白粉折射率最高，因此提高遮蓋力最簡單粗暴的辦法就是提高鈦白粉的量，但金紅石型鈦白粉太貴，因此我們在保證遮蓋力的前提下，還可以通過加入各種加工、改性的填料來實現。

選用0.2μm的鈦白粉，粒徑為0.8μm的位隔填料。

降低周圍介質的折射率，這樣折射率差值就變大，乳膠漆的遮蓋力就可以提高。在涂膜中。引進氣孔就能降低介質的折射率，引進氣孔越多，含氣孔的介質折射率越低，這樣就能達到我們所想要的目的。

參考文獻：

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作者簡介：王微勝，男，建筑涂料研究所實驗員，從事產品研發相關工作。endprint