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溶劑型商品色漿于20世紀(jì)50、60年代開始在發(fā)達(dá)國家普遍使用。與自磨色漿相比,溶劑型商品色漿由專業(yè)廠家生產(chǎn),避免了自磨色漿儲(chǔ)存期短、現(xiàn)配現(xiàn)用、設(shè)備利用率低、生產(chǎn)過程污染重等缺陷,具有亮度好、顆粒小且分布窄、顏色鮮艷、色譜全、批次穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)(見表1)。另外商品色漿生產(chǎn)企業(yè)還能夠提供全面而專業(yè)的配色、調(diào)色等售后服務(wù),有利于涂料生產(chǎn)企業(yè)簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝,降低損耗和粉塵污染等特點(diǎn)。20世紀(jì)90年代,商品色漿引入我國,部分質(zhì)量意識(shí)較強(qiáng)的涂料廠開始從國外購買商品色漿。90年代后期,國內(nèi)專業(yè)商品色漿生產(chǎn)企業(yè)開始出現(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著國內(nèi)涂料產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?;?、集約化程度的發(fā)展,商品色漿生產(chǎn)企業(yè)隨之不斷增加,商品色漿的質(zhì)量也不斷提高,商品色漿行業(yè)進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。
表1 商品色漿與自磨色漿基本性能對(duì)比
2基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方法
2.1相容性
將色漿與清漆按照一定比例混合均勻后,取適量于載玻片上置于光學(xué)顯微鏡下觀察顏料分散情況。白漆:按照HG/T3951-2007指研法測(cè)試。
2.2色遷移
將色漿與基礎(chǔ)漆調(diào)配成色漆,制成光滑平整涂膜,待實(shí)干后在涂膜表面噴涂標(biāo)準(zhǔn)白漆,其中用罩面的白漆制備一張標(biāo)準(zhǔn)白板,用光光度計(jì)讀取標(biāo)準(zhǔn)白板與罩面白之間的色差值或目測(cè)顏色差異。
2.3相對(duì)著色力
色漿與參照色漿賦予被著色物體顏色深度相比的相對(duì)值,也稱相對(duì)著色力。相對(duì)著色力Kr(λ)是試樣的吸收指數(shù)Kp1(λ)和標(biāo)樣的吸收指數(shù)Kp2(λ)之比,以百分?jǐn)?shù)表示。參考標(biāo)準(zhǔn)HG/T3951-2007《建筑涂料用水性色漿標(biāo)準(zhǔn)》儀器法附錄B進(jìn)行,通常定義參照樣的著色力強(qiáng)度為*。
2.4粒徑分布
粒徑分布按GB/T19077.1-2008規(guī)定執(zhí)行。
3結(jié)果與討論
3.1通用性
自磨色漿的配方設(shè)計(jì)僅考慮色漿在本企業(yè)某支產(chǎn)品中的應(yīng)用性能。因此,在選擇的分散樹脂、分散介質(zhì)、分散助劑等方面比較簡(jiǎn)單,色漿不具備相對(duì)通用性,從而導(dǎo)致同一涂料廠有多種溶劑型色漿體系、品種多、管理復(fù)雜、污染嚴(yán)重、設(shè)備和原材料巨大浪費(fèi)等問題。而商品色漿在考慮與大部分溶劑型涂料相容性的基礎(chǔ)上,來選擇相應(yīng)的分散助劑、溶劑和載體樹脂,從而極大提升了色漿的通用性和耐遷移性(見圖1和圖2)。通用性較為直接的表現(xiàn)是顏料顆粒在使用介質(zhì)中不發(fā)生絮凝。顏料在分散過程中,顆粒被外力分開,形成新的表面,這是一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài)。在涂料制造,儲(chǔ)存或應(yīng)用時(shí),顆粒絮凝可能會(huì)發(fā)生。炭黑、酞菁藍(lán)、永固紫有較大的表面積,這種趨勢(shì)就更明顯,一旦發(fā)生絮凝,底材就不可能被均勻遮蓋,分散優(yōu)良的顏料體系在多種應(yīng)用體系可以抑制顏料顆粒的絮凝。
圖1 商品色漿與自磨色漿在溶劑型涂料中的相容性對(duì)比
圖2 商品色漿與自磨色漿的耐遷移性對(duì)比
3.2色遷移
色漆在施工后,染料或顏料在涂層內(nèi)部或涂層間的物理或化學(xué)運(yùn)動(dòng)。一般習(xí)慣稱"顏色遷移"。色遷移主要表現(xiàn)為褪色或變色。有機(jī)顏料的色遷移作用很復(fù)雜,它不但和顏料的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān),也和顏料的聚集狀態(tài)、底材性質(zhì)、油漆體系溶劑的類型以及大氣條件等因素有關(guān)。商品化色漿在調(diào)配顏色時(shí)遵循性能相近、避免互補(bǔ)色調(diào)配原則,同時(shí)采用高性能顏料有效的克服色遷移問題(見圖2)。
3.3流動(dòng)性和流平性
色漿流動(dòng)性的影響因素很多,如色含量、分散顆粒的大小、樹脂含量的高低等。自磨色漿生產(chǎn)多使用三輥機(jī),要求上機(jī)的物料必須是高黏度才能有效生產(chǎn);該工藝生產(chǎn)過程溶劑損失大,必須全天候的的人工看守,生產(chǎn)效率低、批次間穩(wěn)定性較差,在儲(chǔ)存和使用過程中,黏度大產(chǎn)品不易*稱量、在容器中黏附器壁物料多、污染損耗量大、使用時(shí)容易引起涂膜的流平性差。電腦調(diào)色是現(xiàn)代化涂料調(diào)色的重要工具,如果黏度過大,容易引起色漿添加不準(zhǔn)確,使得整個(gè)調(diào)色系統(tǒng)崩潰。商品化的色漿生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于色漿配方、原材料品質(zhì)和生產(chǎn)工藝控制都有著嚴(yán)格的規(guī)定,完全可以避免自磨色漿因?yàn)橹鷦┖团浞竭x擇不當(dāng)、原材料品質(zhì)的不穩(wěn)定、加工工藝控制不嚴(yán)等原因?qū)е碌纳珴{流動(dòng)性和流平性差的問題(見圖3和圖4),可滿足手動(dòng)調(diào)色、機(jī)器調(diào)色及泵輸送,與客戶自磨色漿相比較,使用更方便。
圖3 商品色漿與自磨色漿的流動(dòng)性對(duì)比
3.4相對(duì)著色力和展色性
色漿的著色力和展色性主要取決于顏料的結(jié)構(gòu)、粒徑和與基礎(chǔ)漆的配伍性。在結(jié)構(gòu)一定和配伍性優(yōu)良的情況下,色漿中顏料顆粒越小、粒徑分布越窄,色漿的相對(duì)著色強(qiáng)度和展色性就越高。商品化色漿采用專業(yè)的研磨設(shè)備和優(yōu)化的研磨工藝,色漿中顏料粒子不僅粒徑小,而且粒徑分布窄,因此,在相同色含量的情況下,商品色漿表現(xiàn)出較高的著色強(qiáng)度高和展色性(見圖5和圖6)。
圖5 商品色漿與自磨色漿的相對(duì)著色力對(duì)比
圖6 商品色漿與自磨色漿的展色性對(duì)比儲(chǔ)存穩(wěn)定性
3.5穩(wěn)定性
自磨色漿與白漆調(diào)配顏色時(shí),在車間調(diào)配的顏色很準(zhǔn),將油漆發(fā)往客戶處經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)與出廠的顏色不一致。其原因是在車間通過機(jī)械力將色漿與基礎(chǔ)漆混合后,分散體處于亞穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)外界力量消失后,顏料顆粒會(huì)重新絮凝,使得油漆在客戶處顏色不一致,解決這一問題的關(guān)鍵在于色漿與基礎(chǔ)漆有良好的配伍性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。自磨色漿在儲(chǔ)存后明顯沉降分層,制備的漆膜經(jīng)刮卡顏色暗淡、鮮艷度差(見圖7)。而商品色漿放置沒有分層現(xiàn)象,漆膜顏色鮮艷。這是因?yàn)樽阅ド珴{多采用高含量樹脂進(jìn)行研磨,樹脂對(duì)顏料的錨固穩(wěn)定性相對(duì)較弱,不能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定,在用溶劑稀釋時(shí),溶劑對(duì)顏料表面有強(qiáng)烈的洗脫作用,錨固弱的樹脂將會(huì)被洗脫進(jìn)溶劑體系,使得顏料顆粒表面裸露從而使得顏料顆粒重新絮凝生成大顆粒。
圖7 商品色漿與自磨色漿配置色漆的儲(chǔ)存穩(wěn)定性對(duì)比
3.6遮蓋力與光澤
遮蓋力是指涂料遮蓋一個(gè)顏色的能力。底材被遮蓋的程度取決于涂層的厚度,底材的顏色,顏料的散射力,以及顏料和基料的折射指數(shù)。對(duì)遮蓋力強(qiáng)的涂料來說,顏料有效反射了入射光,以致很少有光能到達(dá)底材。同時(shí),從底材反射來的殘余光線,又被強(qiáng)烈的散射開來,無法達(dá)到眼睛。涂料要想達(dá)到*的光散射,保持顏料均勻分布是必不可少的。物體表面反射光線包含鏡面反射和漫反射。當(dāng)表面非常平整,而漫反射在反射中所占比例很小時(shí),光澤就高。當(dāng)顏料聚集時(shí)會(huì)從涂膜中突出來,干擾鏡面反射,影響光澤性。絮凝的顏料還會(huì)影響流平性,而流平不好則會(huì)進(jìn)一步降低涂膜光澤。商品色漿通過優(yōu)化分散助劑和樹脂、潤濕劑,有效提高了色漿的分散穩(wěn)定性,同時(shí)由于通用性的提高,降低了顏料在體系中的絮凝現(xiàn)象,從而保證了漆膜的平整性,從而幫助涂料取得了高的光澤(見圖8)。
圖8 商品色漿與自磨色漿流的遮蓋率和光澤對(duì)比
4結(jié)束語
隨著國家環(huán)保政策的不斷加強(qiáng)以及下游客戶環(huán)保成本的不斷提升,對(duì)高品質(zhì)色漿需求日益增加,正是下游行業(yè)對(duì)高品質(zhì)色漿的需求催生并推動(dòng)了商品化色漿的發(fā)展。隨著下游行業(yè)廠商對(duì)商業(yè)化色漿認(rèn)識(shí)的不斷加深,對(duì)自身產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提升,越來越多的下游行業(yè)廠商選擇高品質(zhì)、專業(yè)化生產(chǎn)的商業(yè)化色漿,商業(yè)化色漿對(duì)自磨色漿的替代逐漸成為行業(yè)趨勢(shì),其意義主要體現(xiàn)在:
1)有利于電腦調(diào)色一體化的實(shí)施
電腦調(diào)色在涂料行業(yè)是一門新興技術(shù),具有配色效率和準(zhǔn)確性高、顏色重現(xiàn)性好和遠(yuǎn)程同步現(xiàn)場(chǎng)配色等優(yōu)勢(shì)。電腦配色系統(tǒng)由以下五部分組成:分光光度計(jì)、配色軟件、色漿數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)漆數(shù)據(jù)庫、顏色數(shù)據(jù)庫。其中軟件相當(dāng)于調(diào)色師,色漿數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)漆數(shù)據(jù)庫是調(diào)色師的經(jīng)驗(yàn),他要了解什么色漿和基礎(chǔ)漆的資源可以利用,進(jìn)而才能進(jìn)行配色,因此色漿和基礎(chǔ)漆數(shù)據(jù)庫的建立是影響電腦配色準(zhǔn)確性的重要因素。為了實(shí)現(xiàn)調(diào)色的精準(zhǔn)性和多色性,調(diào)色色漿品種一般為12~16支基礎(chǔ)色漿組成;配色時(shí)色漿需要適合體積或重量方式添加。
2)有利于推進(jìn)行業(yè)的節(jié)能減排進(jìn)程
與自磨色漿相比,商業(yè)化色漿通用性、著色性、顆粒粒徑、批次穩(wěn)定性及存儲(chǔ)穩(wěn)定性等方面具備明顯的優(yōu)勢(shì)。并且,商業(yè)化色漿的規(guī)?;a(chǎn)能夠節(jié)約顏料使用量并減少有機(jī)揮發(fā)份的排放,具有節(jié)能環(huán)保效應(yīng)。此外,與小規(guī)模自磨色漿相比,商品化色漿還能實(shí)現(xiàn)節(jié)約磨漿人工成本、減少色粉和色漿的庫存積壓、減少因磨漿帶來的環(huán)境污染問題、實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)和調(diào)色配方的固定;這樣,有助于涂料廠家可抽出更多的精力從事涂料研發(fā)工作,提升產(chǎn)品品質(zhì),加快企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3)有利于帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
當(dāng)前汽車涂料、木器涂料、卷鋼涂料、船舶涂料、塑膠涂料等仍以溶劑型涂料為主,采用自磨溶劑型色漿進(jìn)行配色。隨著溶劑型商品化色漿技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展,不僅可以制漆企業(yè)減少污染與排放,提高顏料資源的利用率,提供產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性,同時(shí)還有效縮短制漆工藝、節(jié)省生產(chǎn)企業(yè)綜合成本,大大提升生產(chǎn)管理水平,加快電腦調(diào)色一體化的進(jìn)程,提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力
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