一、分散剂添加过量导致漆膜失光的核心原理
分散剂属于双亲结构的小分子或高分子助剂,添加过量后会残留在干燥漆膜中,从多个维度影响漆膜光泽:
(一)表面迁移形成弱界面层
分散剂的极性与成膜树脂差异较大,漆膜干燥成膜过程中,多余的游离分散剂会逐渐向漆膜表面迁移,在漆膜表面形成一层低张力的弱界面层,这层物质光泽度远低于成膜树脂,同时会降低漆膜表面的平整度,导致光线散射增加,最终表现为漆膜整体失光。
(二)影响颜料排列平整性
过量的分散剂会改变颜料颗粒表面的电荷分布,破坏颜料与树脂的相容性,导致颜料颗粒在成膜过程中无法均匀平整排列,出现局部团聚堆叠,形成微观凹凸不平的表面,增加光线漫反射,降低漆膜的镜面光泽,高光泽要求的面漆中,这种失光现象会更加明显。
(三)引发漆膜微泡缺陷
部分低分子量分散剂添加过量后,会降低体系的表面张力,搅拌和施工过程中更容易产生稳定的微泡,这些微泡无法在漆膜干燥前完全排出,会残留在漆膜内部或表面,形成细小的凹坑,同样会降低漆膜光泽,严重时还会出现针孔。
二、不同涂料体系分散剂的安全添加上限
分散剂的添加量以颜料总质量为计算基准,不同涂料体系、不同颜料类型的安全添加上限不同,具体范围如下:
(一)水性建筑涂料体系
水性建筑涂料分为内墙漆、外墙漆,颜料以钛白、填料、有机调色颜料为主,分散剂多为聚丙烯酸盐类高分子分散剂,安全添加上限:
第一,哑光内墙乳胶漆:颜料体系中填料占比高,钛白占比10%-25%,分散剂安全添加上限为颜料总质量的2%-3%,超过3%后,多余分散剂会迁移到表面,导致漆膜失光,同时耐擦洗性能下降;深色哑光漆因为有机颜料占比高,添加上限可放宽到4%,但不能超过5%。
第二,高光墙面漆:钛白和颜料占比更高,对光泽要求严格,分散剂安全添加上限为颜料总质量的1.5%-2.5%,超过2.5%就可能出现明显失光,高光泽体系要求分散剂添加量尽量控制在合理范围的中下限,避免影响光泽。
第三,水性外墙涂料:因为需要耐候性,分散剂添加过量还会影响耐水性,安全添加上限比内墙漆略低,哑光外墙漆上限为2.5%,高光外墙漆上限为2%,过量后不仅失光,还会出现漆膜吸水率上升、泛碱等问题。
(二)溶剂型工业涂料体系
溶剂型工业涂料包括汽车漆、机械设备防腐漆等,溶剂体系中分散剂多为高分子超分散剂,安全添加上限:
第一,高光溶剂型面漆:颜料以有机颜料、钛白为主,分散剂安全添加上限为颜料总质量的5%-6%,超过6%后,分散剂残留会影响漆膜交联密度,同时引发表面失光,高光泽清漆体系中,因为没有颜料,仅需要少量分散剂防沉,添加上限不超过配方总质量的0.5%。
第二,哑光工业漆:对光泽要求低,填料占比高,安全添加上限为颜料总质量的6%-8%,超过8%才会出现明显失光,但过量后会影响漆膜附着力,因此不建议超过8%。
第三,防腐底漆:底漆对光泽要求低,颜填料含量高,分散剂安全添加上限可放宽到颜料总质量的8%-10%,但超过10%后,会降低底漆与基材的附着力,仍然需要控制用量。
(三)水性木器涂料体系
水性木器漆对漆膜透明度、光泽要求很高,分散剂添加过量很容易导致失光,安全添加上限:
第一,清漆色浆体系:色浆中分散剂安全添加上限为颜料总质量的8%-10%,调漆后引入到清漆中的分散剂总量,不能超过配方总质量的1%,超过1%就会导致清漆失光,透明度下降。
第二,色漆水性木器漆:分散剂安全添加上限为颜料总质量的3%-4%,超过4%后,会明显降低漆膜光泽,同时影响耐水性能,导致擦拭后出现发白问题。
(四)粉末涂料体系
粉末涂料为无溶剂体系,分散剂多为低分子量分散剂,安全添加上限为颜料总质量的2%-3%,超过3%后,挤出成型时会出现析出,固化成膜后表面发乌失光,同时影响粉末的带电性能,降低上粉率。
三、分散剂添加量的调整验证方法
确定基础添加量后,需要通过小试验证是否超过安全上限,避免失光问题:第一步,设置梯度添加量,以推荐添加量为中心,设置1%、2%、3%的梯度,制备相同颜料含量的漆样;第二步,制备标准漆膜,在标准试板上刮涂相同厚度的漆膜,完全干燥后检测光泽;第三步,如果添加量提升后光泽下降超过5%,说明已经达到安全上限,实际生产选择光泽无明显下降的最大添加量即可,既保证分散效果,又避免失光。