乳胶漆培训教材.docx

乳胶漆培训教材

Section 1………………………………助剂基础知识

Section 2………………………………原材料选择

Section 3………………………………内外墙乳胶漆配方设计

Section 4………………………………乳胶漆生产和施工中常见问题

Section 5………………………………颜色学与配色学

Section1 助剂基础知识
乳胶漆助剂基本知识
一、 消泡剂
涂料在生产使用中都会有气泡产生而给生产和施工带来不便和影响，消泡保证生产的产品外观好、保证涂膜表面连续、完整、美观、没有气泡孔、针孔、火山口等表面缺陷，使得涂眼光洁，密封性好。
１、什么是泡沫？泡沫可定义为液体介质中稳定的气体。液体中不含表面表面活性剂时，气泡会迁移至液体表面，破裂消失，液体中含有表面活性剂时，气泡表面形成膜板，成为稳定的泡沫，膜板的厚度为几个um见图。
气泡产生方式：生产过程中空气的混入；涂料在应用中空气的截留：由于化学反应产生气体（如含异氰酸酯的涂料）。
气泡在涂膜中产生的缺陷：涂膜产生空洞：气泡完全截留在涂膜中形成，如常见的痱子等：针孔、火山口或通道：气泡开口破裂，气泡部分截留所至。
２、泡沫的生成与稳定
٧泡沫的生成与液体体系的表面张力（٧）有关，在某一体系中输入一定的机械功（如搅拌做功体系则会产生气泡，气泡的总表面积与输入的机械功和体系的表面张力有如下的关系：Ｗ＝٧ּＡ
Ｗ…机械功
٧…体系表面张力
Ａ…气泡总表面积
一般分散液在提高ＰＨ值和降低颗粒尺寸时易于产生气泡，涂料生产要达到良好的脱气效果建议粉料投料顺序先添加粗填料，容易增加黏度的填料后添加。
泡沫的稳定因素
l 稳定的膜板液体的流动减慢
l 膜板液膜表面张力٧影响气泡膜排液，阻碍气泡膜变薄
l 膜板周围液体的表现粘度影响消泡剂的渗透、扩散和排液
l 膜板表面活性剂分子层的静电排斥力（库仑力）阻碍气泡的破裂Ｆ＝q1*q2/r
l 膜板层的吉布斯（ Gibb ）(E=dr/dA)阻碍气泡的破裂。
l 马兰哥尼效应阻止气泡膜的排液，恢复气泡膜厚度
后三项在气泡受到外界干扰气泡膜变薄后，具有恢复气泡厚度的能力，而稳定泡沫，组织其破裂。不同的表面活性剂气泡能力与稳定气泡能力不一样，表面活性剂的亲水亲油基长短对泡沫的稳定有不一样的影响，C12~C14稳泡效果最好（泡沫膜刚性和强度）。
泡与泡沫对涂料膜带来了影响，配方生产要消除这些影响，在涂料制备中要选用良好的消泡物质来脱出生产过程带进涂料中的空气，并在施工过程中保证气泡快速破裂。消泡有两个过程：
l 气泡排液：泡膜变薄—小气泡并成大气泡—上升至表面
影响气泡排液的因素：体系表面张力，表面张力小、气泡周围液体的表观黏度大，都会阻止气泡排液的进行。[△P=٧/R(R为曲率半径)]
l 气泡向空气排放气体，气泡破裂。影响此一过程的因素是气泡的表观粘度和稠密度影响到消泡剂微粒在气泡表面膜上的渗透扩散。消泡过程见图2.
4.消泡剂及组成
消泡剂降低液体的表面张力，使涂料因搅拌和使用表面活性物质而产生的大量气泡迅速消失，有些不能用量过大，否则涂膜会出现“发花”、“鱼眼”等弊病。消泡剂任务既是阻止泡的形成和促进泡的破灭，破坏气泡表面面膜，消泡剂用于大泡。微泡则需要脱气、消泡一起并用；消泡剂特点为不溶于介质，但能以微滴形式进入并分散于介质，而微滴最有效直径是泡沫的厚度大小；作为消泡剂要具备两个条件：E=٧1+٧12-٧2>0E-渗透系数，٧1-发泡体系的表面张力，٧2-消泡剂的表面张力，٧12-发泡体系与消泡剂间的界面力)保证消泡剂能渗入到气泡表面，S=٧1-٧12-٧2>0（S-扩散系数），保证消泡剂间的界面力）保证消泡剂在气泡表面的扩散铺展，最终导致气泡表面张力不均，从而气泡表面的液膜流动，气泡膜变薄、破裂、放出气体。
消泡剂组成：
（1） 活性成分
作用：破泡、消泡，表面张力小；
（2） 代表物：动植物油、疏水二氧化硅、高级醇等扩散剂
作用：润湿乳化剂，保证消泡剂微滴扩散接触到气泡膜并铺展。
代表物：壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂盐等
（3） 截体
作用：有助于载体和起泡体系的结合，易于分散到起泡体系里，把两者结合起来，其本身的表面张力低，有助于抑泡，且可以降低成本。
代表物：除水以外的溶剂，如脂肪烃、芳香烃、含氧溶剂等
5、消泡剂与脱气剂的区别
消泡剂：是指直接消除空气界面较大的气泡。
脱气剂：是指在应用中使小气泡迅速上升到表面。
消泡过程：消泡剂在涂料中形成小珠—扩散到所泡表面—降低气泡膜板层的弹性—最终使气泡膜板层破裂。
涂料在生产过程中，要求脱气良好，改善涂料外观。脱气途径使小气泡聚并为大气泡，以提高气泡上升速度，加快单个气泡的上升速度。方法可以使用脱气剂，促使小气泡聚并为大气泡，增加气泡的上升速度；配方选择适当的慢干剂，延长漆膜开放时间，使截留的空气有足够的时间逃出；消泡剂扩散并渗透到气泡表面，破坏气泡的稳定性，降低其弹性，促使气泡破裂向空中排气。
消泡全过程：脱气剂聚集涂料中的微空气泡成大气泡使其达到表面，消泡剂用于消除大泡；因而对于微泡需要脱气剂一起使用。
6、消泡剂的评价
制造过程的抑泡性（对涂布而言无意义 ，不说明问题）：这里可以采用“比重杯法”来评价消泡剂的抑泡性。在同样条件下，比重大者代表排除的空气多或带如的空气少。
湿膜、干膜的评价：评价涂料施工过程中气泡破裂速度，速度快者涂膜表面流平好；干膜评价表面平整、光滑性、不均匀以及颜色的接受性，往往是干湿涂膜评价是最重要的，因为其瓜的是最终的涂膜质量。
7、消泡剂的筛选
初始消泡性：代表消泡剂初始的脱气消泡能力。
长久消泡性：代表消泡剂在涂料经过一段时间的储运后，仍具有的脱气消泡能力。
施工破泡速度：涂料在施工过程中产生的气泡破裂速度，速度快者，涂膜表面光洁平整。
消泡剂的副作用：消泡剂的副作用分为毒性大小，与涂料的相容性。相容性差易导致涂膜出现有缩孔、鱼眼、橘皮，光泽下降、颜色的接受能力差等。
8、消泡剂副作用的处理措施（表面缺陷有缩孔、针眼、鱼眼、橘皮等）
l 减少消泡剂的用量
l 增加润湿性能好的润湿剂（H-875）是有效防缩孔剂）
l 使用分散性好的消泡剂
二、 增稠剂
乳胶漆原材料以产品性能影响，助剂中只有增稠剂影响较广，影响乳胶漆制造、储运、施工、以及涂膜性能。
1、乳胶漆流变特性
乳胶漆的黏度对剪切力和时间都有依耐性，随着剪切力的增加或剪切时间的拉长，乳胶漆的黏度将发生变化，这种现象即是乳胶漆的流变性。乳胶漆的黏度对漆的沉降性、涂刷性、膜丰满性、流平性以及在垂直表面上的流挂性都有影响。涂料从储存到应用过程中的不同流变物性曲线见图3，乳胶漆在储存与施工过程都要经历这样的流变过程，这个过程黏度的控制多依靠不同类型的增稠剂搭配而进行控制。
保证乳胶漆的储存与施工，需控制三种不同剪切速率下的粘度：低剪粘度多采用高分子类增稠剂（纤维素、碱溶/碱溶胀型）或无机增稠剂（膨润土）等来控制，测试仪器—旋转粘度计测试，粘度范围为105~106mPa.s; 中剪粘度Stormer粘度，可以使用增稠流变展改性剂来控制，粘度范围为75~100KU；高剪粘度：即ICI粘度，由乳液、颜填料以及流变改性剂用量来决定，粘度范围为2~3P。
不同类型增稠剂增稠后的涂料其屈服值不一样，高分之类增稠剂增稠的涂料屈服值大，流动性差，防沉降性好，而缔合型增稠剂增稠的涂料屈服值小，流动性好。屈服值也是乳胶漆体系的重要参数之一；涂料静止状态，屈服值＞10dyn/cm2,保证涂膜流平性好；涂料施工后，要求屈服值快速回升，屈服值＞2.5dyn/cm2,保证涂膜流平性好；涂料施工后，要求屈服值快速回升，屈服值＞5dyn/cm2,施工后保证无流挂现象。
2增稠剂种类
增稠剂分类可按不同形式进行，如按增稠剂的来源、组成、离子性、溶解性能以及增稠机理等；具体如下：
l 有机—无机
l 天然—全合成
l 非离子—阴离子（碱溶）
l 溶解—溶涨
l 协合—非协合性乳胶漆常用增稠剂种类如下：
无机：膨润土。
有机：纤维素（非缔合HEC、缔合HMEC）、碱溶/涨（非缔合ASE，缔合HASE）、EO聚胺酯等。其中纤维素与碱溶/碱溶胀类增稠剂分子量相对EO聚胺酯类增稠剂高。
3、增稠剂增稠机理与增稠特性
高分子增稠剂分为非离子、阴离子两种类型，该类高分子增稠剂分子量大，对涂料低剪、中剪黏度提高快，而高剪黏度（ICI）黏度增加很小；高分子类增稠剂增稠后的漆样系统均匀性欠佳，漆的屈服值大，流动性差，涂膜光泽低；该类增稠剂中非离子增稠剂对配方敏感性小，碱溶涨增稠剂对配方酸碱度敏感。增稠机理见图5。
EO-聚胺酯类增稠剂增稠机理与增稠特性：该类增稠剂分子具有疏水基团与亲水链，因而具有表面活性，其在体系中象表面活性剂一样可以形成胶束，其疏水基团可以与乳液粒子、颜填料粒子进行缔合，形成如图6增稠网络。该类增稠剂对配方组成敏感，乳液的种类与用量、助溶剂的种类与用量、表面活性剂种类与用量、以及分散剂种类均会影响到EO-聚胺酯类增稠剂增稠效率。
4、增稠剂评价
增稠剂评价项目有以下：增稠效率，流平性TI值、温感性（2℃/40℃）、调色性。增稠剂其作用是用来增稠，提供乳胶漆储存、施工、流平或定性的，增稠效果与流平性是主要评价项。
5、增稠剂选配不当带来的漆病
增稠剂选配失当时，乳胶漆在施工与储运会出现相应的问题：乳胶漆在储运会出现沉降分层，出现分乳液等情况，施工有流平性差，或定性能力差，造型困难。这些病弊可以通过增稠剂的选配解决。
三、 润湿分散剂
润湿分散剂能降低被润湿物质的表面张力或界面张力，其添加在涂料中能改进颜填料与液体料的掺合，颜填料的良好分散决定了涂膜的光学性能和遮盖力，良好的颜填料分散需要颜料不仅在刚制造时而且在储存及应用中有均一的分布。
颜料粒子0.05—0.5um范围内可产生最适当的色强、光泽、遮盖力及耐候性，商品颜料粒子的粒径在此范围内。颜料粒子的形状有规则多面体（TiO2）、片状（云母）、结节状（ZnO2）。颜料粒子的存在形式有四种：初级粒子—从晶片或蔟片状结晶形状存在；共聚体—初级粒子面面接触形成较大的粒子；附聚体—初级粒子和共聚体靠较弱的范德华力结合成更大的粒子；絮凝体—颜料粒子被连接或分散添加剂包围后而相互吸附在一起。其中共聚体及初级粒子在颜料制造过程中就存在，附聚体因为粒子大，在涂料制造过程中是不希望存在的，当然，有些涂料为了得到均一的色彩，希望控制得到可控絮凝体，以防止涂料的浮色。
颜填料的分散是碾磨液体料取代颜填料表面的空气，遵循相似相容原理，疏水的有机颜料分散在水基型涂料中，或亲水的极性表面颜填料分散在溶剂型涂料中，要借助于润湿添加剂来完成。在有机、无机的颜填料分散中，润湿分散剂分散能力的高低取决于润湿分散剂分子在颜填料表面吸附能力，不同类型的润湿分散剂在有机、无机颜填料粒子表面稳定吸附的能力不一样，如表1所示，在配方设计中要改性颜填料粒子表面性质，尤其要注意这点。
表1不同HLB值的润湿分散剂在有机、无机颜填料表面吸附

无机颜料/钛白/填料
mg/m2
有机颜料
mg/m2
单体—油酰基—嵌段共聚物（低HLB）
2
2
单体—油酰基—烯化氧—嵌段共聚物（中HLB）
0
1.5
单体—油酰基—烯化氧—嵌段共聚物（高HLB）
0

1.0
离子化—单体—油酰基—烯化氧—嵌段共聚物
—
0.8
二油酰基—烯化氧—嵌段共聚物
2.5
0.5
三油酰基—烯化氧—嵌段共聚物
0.3
0.8
齐聚—有机磷酸盐
0.3
0
聚丙烯酸
0.2
0
多官能团
0.8
0.8
颜填料使用时所涉及到的问题有：难润湿粒子的掺合、高黏度的碾磨料、颜料取向不好、颜料下沉、颜料分离出现浮色发花、涂膜光泽不均匀、遮盖力差、颜色的色深不适当、颜色难以重复等，这些问题均可以使用适当的润湿分散剂来解决。
1、润湿分散剂的功用：使用润湿分散剂可以减少完成分散过程所需的时间、节省分散所耗的能量，并且稳定所制得的颜料分散体，防止分散体系出现絮凝、沉降等现象。
减少完成分散过程所需的时间和能量，并使颜料分散体体系稳定，主要表现在以下七个方面。
■ 缩短分散时间
■ 提高光泽
■ 提高着色力和遮盖力
■ 改善展色性及调色能力
■ 防止涂料浮色发花
■ 防止颜料絮凝
■ 防止颜填料沉淀
2、润湿分散剂的种类
在分散过程中溶剂可取代颜填料表面的空气，但不稳定，润湿分散剂含有酸根适合于无机颜料和填料通过极性力而稳定；润湿分散剂含有氨基适合于有机颜料通过范德华力而稳定；空间位阻型润湿分散剂常含有与溶剂相容的长链如聚酯、聚醚、聚丙烯酸链。
按分子类型分：酸型—在疏水链上含有许多羧基；盐型—元酸或多元酸用长链胺中和而得；含氨基和溶剂可溶的长链非离子聚合物。按照应用类型非有：抗絮凝分散剂，共絮凝分散剂。涂料生产使用的润湿分散剂按电性和吸附官能力团分有五大类：阴离子型、阳离子型、电中型、多官能团、非离子类。前四类润湿分散剂分散颜填料，不是因为其表面张力低，而是它们的亲水端有与颜料表面、棱边、余角形成物理化学健的能力以及选择性的吸附，不致在涂膜中、空气中或底材界面游离聚集，而表面活性剂却能聚集、并影响分散相（颜/填料）和连续相之间的界面张力，非离子表面活性剂也含有亲水端基，但不与颜料边面形成物理化学键，却能和颜料表面的吸附水结合在一起，结合脆弱，易解吸，而解明的表面活性剂是游离的，其副作用是体系耐水性下降。润湿分散剂分子在颜填料表面的吸附形态见图7。
3、润湿分散剂分散稳定功能：
静电稳定：固体粒子带有相同电荷，颜填料体系的分散稳定通过吸附在颜填料粒子表面的电子云来实现，粒子表面的Zeta电位值越低，表明添加剂在颜填料表面吸附力越强，稳定性越高。这种静电稳定保护容易破坏，如相反离子的加入、PH的变化、低温的冻融等。静电稳定需要添加剂量小。
空间位阻稳定，靠分子量较大的润湿分散剂黏附于颜料表面形成保护层，保护层需要一定的厚度（0.01—0.1um）和密度，需要添加剂的较大。
润湿分散剂吸附在颜填料粒子表面，改性颜填料粒子表面性质，控制粒子的运动能力。适当选用不同类型的润湿分散剂，均衡涂料中各种粒子的运动能力，最终可控制涂膜的浮色发花缺陷。润湿分散剂保护颜填料粒子两种保护层—静电排斥和空间位阻见图8。乳胶漆涂料中的颜填料粒子、乳胶粒子等靠静电排斥而避免粒子相互接近并聚，使整个体系保持稳定。
4、润湿分散剂的评价
涂料生产使用的颜填料都是原始初级粒子的附聚体，颜填料吸附湿气，通过水层和吸附空气的作用而黏附在一起，初级粒子通过点棱结合成附聚体—即二级粒子，二级粒子松散的结合为絮凝体，而初级粒子通过面面结合称为聚集体，聚集体是很难打开的。颜料有三个主要性质：颜填料的化学结构/晶体结构，决定了颜料的色相、色强、耐光、耐晒、耐化学性能等；颜填料的几何结构给出该粒子的比表面积，从而在粒子的吸油量、悬浮性等方面表面表面出区别于其他类粒子的性能；颜填料的表面处理，决定其分散性。润湿分散剂、溶剂、树脂等所有的物质均可吸附在颜填料粒子表面，如果溶剂等非润湿分散剂优先吸附在粒子表面，会影响颜填料的分散，为防止润湿剂与溶剂、聚合物竞争，润湿剂应在调漆前阶段加入，吸附在颜填料表面，漆制备好后添加助剂用量要在得多。
分散良好的颜填料分散体和最佳涂料性能是同义语，二者密切相关，涂料的着色力、透明度、遮盖力、表面光泽和流动性常常被用来估计颜填料的分散程度；以下三点用评价分散剂的分散能力性能。
■ 降低体系粘度
■ 提高体系展色性
■ 改善光泽
四、 其他助剂
其他助剂包括防腐防霉剂、成膜助剂、PH调整剂，以及部分功能助剂，如防静电剂、疏水增滑剂、防锈剂等，按照对乳胶膝制造、储运、施工、涂膜的初始长久性能的影响来说，影响面较单一，配方比较简单。
防防腐、霉剂：涂料在储存过程中防止因微生物和酶的作用变质使用防腐防霉剂。品种有五氯酚钠、四氯间苯二甲氰、苯甲酸钠等。
成膜助剂：成膜助剂为乳液聚合物溶剂，可降低成膜物质的玻璃化温度和最低成膜温度，增加涂料的流动性，促进涂膜的完整性、流平性、附着性、耐洗刷性，减慢涂膜干燥时水分的蒸发速度，使涂膜边缘保持较长时间的润湿，消除涂料施工时涂刷接头。种类有苯甲醇、乙二醇、丙二醇、乙二醇乙醚、松节油、醇酯-12等，其中醇酯-12单独使用最为广泛。
防冻剂：生产好的涂料在储运中，有时会经受高低温的变化，尤其在北方。添加防冻剂提高涂料的搞冻性，添加方法：一是加入成膜助剂中的某些物质，并适当地加大其用量（一般为乳液量的3-8%）以降低水的冰点；二是使用某些离子性表面活性剂，或添加某些非离子表面活性剂，使乳液微粒带电或增大其水全半径，以电荷的相互排斥能力或空间位阻低制二醇乙醚、乙二醇丁醚醋酸酯等。
PH调整剂调整乳胶漆酸碱度的物质分为三类：不干性碱一氢氧化纳（NaOH）、碳酸氢纳（NaHCO3）、快干性碱有氨水（NH3H2O）、有机碱，AMP-95（氨基-甲基丙醇）使用最为广泛，干性适中。
Section2 原材料的选择
内外墙乳胶漆原材料选择
分析目前国内生产厂乳胶漆产品结构，工程漆、平光可调色（￥5.00-6.00）乳胶漆所占的份额较大，经过努力，目前的乳胶漆性能较前几年已有很大提高，这有赖于所用原材料的性能提高和配方设计师配方的优化结果。设计出低成本高性能的乳胶漆配方，配方设计师根据不同类型的产品，结合产品性能和施工特点，在保证产品质量和合理的成本原则下，选择好原材料，把配方中各材料的性能充分发挥出来，下面分别论述乳胶漆原材料。
1 白色颜料的选择
乳胶漆所使用的白色颜料主要有钛白、立德粉、锌白等。
钛白是最佳白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨、化学纤维和化妆品。钛白有三种结晶形态：金红石型（RuTile）、锐钛型(Anatase)、板钛型(Brookite)。板钛型不稳定，尚没有工业用途。金红石型和锐钛型都属于四方晶系，它们可由X射线衍射鉴别。
金红石是最稳定而且含TiO2量最丰富的晶型。它比锐钛型具有更紧密的结构，这就导致了两种晶体在性质上的许多差异。金红石型TiO2有更高的折射率和比重，而且化学性质更稳定，其熔点为1825℃。锐钛型没有固定的熔点，因为它在熔化之前（700℃）就单向转化成金红石型了。
纯TiO2性质非常稳定、不挥发、不溶于水。下面介绍钛白粉TiO2的性质：
1. 1遮盖力与着色力
TiO2最重要的性质就是它有相当高的折射率，这就导致TiO2不透明性和遮盖力远远超过其他的白色颜料。遮盖力的光学本质是颜料和存在其周围介质折光率之差所造成的。高折射率颜料和粒子大小关系较大，低折射率颜料和颗粒大小关系比较小，在同样粒度下，高折射率的颜料要比低折射率的颜料遮盖力高，通过图1可知每条随粒度变化的遮盖力曲线都存在一个最高值。遮盖力是颜料对光线产生散射和吸收的结果，主要靠散射，对于白色颜料更是如此。遮盖力随粒径大小而变化，存在着体现该颜料最大遮盖力的最佳粒度（0.25毫米），在最佳粒径产生最大遮盖力的原因是由于光的衍射，则不能发挥最大的遮盖作用，随粒径的减小，透明性增强，遮盖力越差。当粒径超过最佳粒径（0.25毫米）继续增加，光的散射作用越弱，遮盖力差。
钛白粉不仅有很高的遮盖力，而且有很高的着色力，对于白色颜料比较其着色力使用消色力去进行比较，用加一种蓝颜料去抵消的方法，比较出不同白颜料的着色力。着色力是颜料对光线吸收和散射的结果，主要取决于吸收，吸收能力大，其着色力就高，对于白色颜料，由于它们对光线的吸收作用很少，此时的着色力主要取决于散射，由于散射和颗粒大小关系大，因此白色颜料着色力随粒径变化较明显，而且折射率高变化显著。
从光学上看，反射和吸收都能引起遮盖和消色，白色颜料在可见光的全范围内，几乎能等强度反射所有波长的可见光，因而散射能很大，吸收能很少。所以提高不透明、遮盖力和消色力的主攻方向是提高钛白的散射能力，其次是降低钛白的吸收能力。提高钛白的散射能力的主要手段是使钛白的粒度和粒度分布符合品种要求以及有良好的分散性。减少吸收能力主要靠加工过程中尽可能去除能产生颜色的杂质，提高钛白的纯度来减少光吸收能。
金红石型TiO2、锐钛型TiO2以及立德粉等是乳胶漆制造中最主要的白色颜料，由表1右知，在白色颜料中，金红石型TiO2具有最高折射率，故有最高遮盖力和消色力等光学性能，从表1数据分析，在遮盖方面，金红石TiO2是普通立德粉的5.56倍，锐钛型TiO2是普通立德粉的4.43倍；在颜色强度方面，金红石是TiO2是普通立德粉的6.25倍，锐钛型TiO2是普通立德粉的5.56倍；从使用寿命比较，有钛白TiO2作颜料的涂层比用普通立德粉作颜料的涂层高3倍。而金红石型TiO2晶体结构致密，锐钛型TiO2结构疏松，金红石型折射率高，其遮盖力和消色力比锐钛型约高20%-30%，耐久性也远远超过锐钛型TiO2。
1. 2反射和光泽度
钛白粉对增强涂料、塑料、纸张、纤维、透明釉等的白度和亮度是非常有效的。这是由于它们有相当高的反射率。钛白粉的两种晶型都有非常好的白度，锐钛白略微带蓝色调，而金红石型略趋向米色。虽然金红石型对绝大部分可见光的反射与锐钛型类似，但它吸收了少许蓝光而略带米色。
白色颜料物理性质：
颜料的粒径和粒径分布：粒径及其分布对涂料涂膜光泽影响非常大。只有当颜料在最后的产品中分散均匀时，才可能得到最佳光泽。
颜料的粒度分布和涂膜中颜料的分布，尽管绝对值不同，但两者呈现的趋向却是一致的。因此，我们只要测量钛白的粒度分布，就能以一定的准确度估计涂膜中钛白的粒度分布。换言之，粒度分布越窄的钛白制成的涂膜表面越光滑，光泽也越高。
白色颜料其它性能：耐化学性、耐酸碱性、耐光性、抗粉化等，金红石钛白耐化学性，耐酸碱性、耐光性、抗粉化都很好。锐钛白不耐紫外降解。
综上所述，乳胶漆生产选择白色颜料一般有以下几方面的要求：
（1） 遮盖力方面的要求：乳胶漆使用白色颜料的主要目的是遮盖，能遮盖住基材的底色，使涂膜呈现均一的颜色。不同品种的颜料、不同晶型的颜料、甚至同一晶型不同厂家的白色颜料，因其生产方式、工艺控制的差异，颜料在粒分布，杂质含量等方面都不尽相同，而且颗粒表面处理不相同，分散性不同，使得各颜料在遮盖力方面差别明显。在原材料选择中遮盖力是重点参比项之一。
（2） 颜色方面的要求：白色颜料顾名思义是白颜色的呈现体，影响颜色的因素与遮盖力的影响因素一样——颜料的粒径与粒径分布，以及杂质含量影响白色颜料的颜色。
（3） 耐性方面的要求；涂料使用的场合不一，对白色颜料的耐性要求也不一样，金红石型TiO2多用在外墙，它有极高的遮盖力、着色力、耐久性方面都不如金红石型，多用在内墙。立德粉易粉化，用于内墙低档工程漆。
（4） 分散性方面要求：供应商供应的任何颜料，在储存运输中，由于粒子附聚成次级粒子，因而所购买到的的颜料粒子都不是原始初级粒子。颜料越好分散，分散后的原始粒子越多，漆膜的遮盖力、着色力、光泽越高、涂膜也越光滑。不同牌号的白色颜料，因其粒子的形状、表面处理不一样，分散性不一样，导致同样数量的颜料，涂膜各项性能也不一样。
2 填料选择
不同种类的填料，其比重、密度、吸油量、颗粒大小、颗粒分布以及填料粒子表面处理等都不同，不同种类填料耐用紫外光降解、酸雨侵蚀能力也不一样，因而在保光、保色性方面表现差异。重晶石、高岭土有良好的保光、保色性，而碳酸钙填料保光、保色性差，耐用酸雨性差。在胶体制备时，浆料的分散对漆膜性能造成影响。虽然同是碳酸钙，不同粒径分布的碳酸钙填料吸油量不同，影响到体系的CPVC值（CPVC=ρB+0.01×OA×ρP），从而影响到涂层的许多性能，超细粒子在干燥过程中运动性能大，易于浮在表面，并且超细粒子需要更多量的黏结料，从而使体系的CPVC下移。另外，填料粉末的水溶份多，给涂料的稳定性带来不利影响。
选择填料时，既要考虑成本，又要考虑其质量、耐性要求。要求它的颜色白，杂质含量少，易于分散，并考虑它对乳胶漆在储存、施工性、调色和耐性方面的影响，对涂层光泽的影响等。在表2所列的常用填料中，轻质碳酸钙堆积密度小，吸油量大，在超CPVC涂料体系中能提高涂膜的遮盖力，但用量过高，吸水量大，分散困难，会影响涂膜的流平性；高岭土、滑石粉、云母粉等的片状结构形态填料能降低水分对涂膜的空透性；硅灰石粉纤维状结构增加涂膜的韧性；重晶石密度大，保光、保色性好，沉淀硫酸钡对丝光漆涂膜光泽影响最小。滑石粉、高岭土、硅灰石、气相二氧化硅等是具有结构黏度的填料，在涂膜干燥过程中减弱涂膜涡流运动，从而调节或改善涂料的涂膜浮色现象；高岭土、硫酸钡耐紫外光降解。
表2常用添料的主要性能对比
填料名
性 能
重质碳酸钙
粒子形状圆榴状，易沉淀，要注意与其它悬浮性好的填料一起使用。
轻质碳酸钙
堆积密度小，颗粒细，粒子形状圆榴状，在水性涂料中使用可以提供一定干遮盖力。
滑石粉
六方或菱形板状晶体片状结构，悬浮性好，易粉化。
硅灰石粉
针状、棒状或辐射状纤维结构，耐磨、耐久性好，可改善涂膜浮色性。
高岭土
片状结构，可改善涂膜浮色性，耐紫外光降解。
沉淀硫酸钡
比重大，对涂膜消光最少的填料，耐紫外光降解。
云母粉
透明片状结构，耐候性好。
3乳液的选择
建筑涂料用乳液品种可分为：
纯丙乳液
苯丙乳液
硅丙乳液
醋丙/醋叔乳液
乳液是主要成膜物质，其性质对制漆和涂膜性质影响甚大，乳液粒径、疏水性、相容性（或稳定性）对乳胶漆的制备影响很大，乳液的粒径、玻璃化温度、耐水、耐碱性、耐紫外降解等性能对涂膜的性能影响很大。由于各类乳液所含单体的亲水性和疏水性不同，所用乳化剂的品种和数量也不同，使得聚合乳液的性能有所差异。如玻璃化温度（Tg）、耐水抗碱性、保光保色性、耐久性以及粒子极性等都不一样；乳液配方、工艺的差异使得乳胶粒子表面的疏水情况、乳胶粒子的粒径大小及粒径分布不一样。商品乳液在粒度与粒度分布上有着广泛的差异，乳液粒径小，粒子容易运动，易进入颜填料粒子的间隙，趋向于同颜料粒子紧密接触，因此，较细粒度乳液有较高的临界颜料体积浓度（CPVC），能使涂膜产生较高的光泽，提高涂膜的附着黏结能力。此外小粒度乳液有较好的渗透性，适合于多孔的底材涂饰。小粒度乳液有较大的表面积，表现在：乳液有较高的黏度，与聚胺脂类增稠剂有较强的吸附，通常能更加有效地提高乳液或乳胶漆的低剪、中剪黏度；商品乳液在表面疏水性上也存在差异，因为它们的组成不同，制备过程中所用表面活性剂和稳定剂不同，如果乳液合成所用乳化剂量大，则在选用聚胺脂类增稠剂增稠时，低剪黏度的提高受到一定的限制；使用表面活性剂做乳液保护剂者与选用HEC做乳液保护剂者，两者乳液黏度将不一样，后者一般高于前者；乳液聚合物组成上的差异也会造成性能上的差异，醋酸乙烯均聚物比醋酸乙烯与丙烯酸酯的共聚物更为亲水，而纯丙或苯丙一般最为疏水，但在乳液制备中常有丙烯酸或甲基丙烯酸参与共聚，则增强了乳液粒子的表面亲水性，将部分抵消了粒子内部的疏水本质。因此乳胶漆在制备与应用中，许多性能对乳液种类与用量是很敏感的，应根据乳胶漆性能选择乳液，根据所用乳液性特征选择适宜助剂。例如：高PVC乳胶漆，乳液量少，填料量多，需要更多、黏结力更强的乳液粒子，因而选用粒径细小、玻璃化温度较低的乳液人作为黏结料；外墙乳胶漆涂膜之中，还要抗高温回粘性、抗沾污等，乳液要求有较高的玻璃化温度、耐紫外光降解等性能。乳液的选择会影响到增稠剂的选择、漆膜的浮色发花等。强疏水性的假塑性增稠剂对粒径细小的乳液粒子吸附作用较强；选择不同性质的乳液，对涂料的浮色发花、涂料的储存稳定影响很大。透彻了解乳液性能，分析病因，最终采用适当的手段，解决由乳液特性带来的漆病。例如乳胶粒子表面的性质导致色浆粒子絮凝——色浆-黏结料絮凝，可选用适当的表面活性剂改性色浆或乳液粒子的表面性质，从而调整粒子的运动特性，最终改善由色浆-黏结料絮凝引起的浮色发花（助剂有COGNIS公司Hydropalat100、Hydropalat188A、DisponilO5、HyonicPE-100、Hydropalat306等）。
乳液的相容性：即为它的化学稳定性，配置乳胶漆时，颜料、分散剂、消泡剂、成膜助剂、防霉剂等，如这些材料与乳液不能相容或相容不佳时，它们一旦与乳液相混，严重的会引起破乳，轻则会影响成膜后的各项性质。乳液稳定性差（如大多数纯丙乳液），配置的涂料储存黏度不稳定，可选用表面活性剂如COGNIS公司的Hydropalat306解决，提高涂料储存稳定性。
4助剂选择
助剂用量一般很少，但正确使用各类助剂对涂料的性能会产生重大影响，影响到涂料的制备、储运、施工及涂膜各项性能。涂料用助剂可以分为常规助剂、功能助剂，常规助剂有：润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、防腐防霉剂、抗冻剂、成膜助剂等；功能助剂用量较常规的助剂用量大，如果使用得当可以使涂料在性能上产生质的飞跃，如COGNIS公司的HF-200，可以增强涂膜的手感，减少磨擦，在低PVC疏水乳胶漆中添加适量的HF-200可生产疏水效果类似荷叶状的漆膜表面，犹如在涂膜表面添加一层保护膜，提高了涂膜的耐性与抗性。
助剂的选择既要考虑正面效果，也不能忽略负面影响。分散剂的作用是分散与稳定，因而要求分散剂有很好的分散能力，缩短分散时间，节约能量，同时以保护和稳定被分散好的粒了，防止聚并返粗。但也不能忽略其对漆与涂膜所带来的负面影响，不同的润湿分散剂结构性能差别大，有些商品聚合物分散剂含有疏水基，因而会起表面活性剂的作用，易于起泡，当然也影响被分散的颜填料粒子与聚胺酯类增稠剂的交互作用，从而影响到乳胶漆的低、中剪黏度；不同润湿分散剂分散制成的乳胶漆，漆膜在白度、光泽、遮盖力、颜色的展现性等方面差异较大，表3数据表明了分散剂不同，乳胶漆在光泽和遮盖力方面的差异；润湿分散剂选择不当导致涂料浮色发花；在润湿分散方面，内墙高PVC乳胶漆存在增稠困难、不耐擦洗、干燥快、流不平等毛病，原料选择从乳液、填料、助剂三方面着手，助剂方面Hydropalat436可以将漆膜的流平级数提高2级左右，如表4数据说明了助剂在流平性方面的差异。
增稠剂调节乳胶漆的流变特性，使其有很好的储运、施工性能，同时对涂膜性能的降低要减到最小。增稠剂会影响颜料粒子的絮凝，因而不同的增稠剂具有不同的光泽潜力，一般聚胺酯类增稠剂具有最大的光泽潜力，牛顿型HASE型增稠剂在多数情况下光泽潜力赶得上聚胺酯类增稠剂，HEC的光泽潜力最小；疏水性不同的增稠剂对涂膜浮色发花影响程度不一样；增稠剂的亲水性对涂层的耐水性有一定的影响，纤维素类增稠剂对水增稠快，黏度稳定，很少有罐内储存后增稠现象，保水性好，但是保水性与涂层的耐水、耐水洗性是一对矛盾，如图2所示，涂料即要求有一定的保水性，保证涂料施工消泡流平，又要有一定的抗水性，选择助剂时应找准一个平衡点，DSX AS1130抗水性很好，可以与HEC配合使用。
消泡剂主要功能是脱气、消泡能力与消泡速度是评价消泡剂的主要项目，消泡剂的负面影响来自于对光泽的影响，对颜色的接受能力的影响以及对流平性影响。至于其他助剂，如防冻剂、防霉防腐剂、PH调整剂或气味调整剂、成膜助剂等比较简单，不用费心挑选。
助剂选择时，要综合考虑，使原材料的性能充分发挥出来，助剂选择不当会影响到涂膜某些性能，使涂膜性能降低，从而导致原材料性能部分被浪费，关于这一点，涂膜浸水起泡脱落，不耐擦洗方面表现尤为明显。表5数据表明不同分散剂对涂膜耐性的影响以及功能助剂对耐性的提高。

表3分散剂对乳胶漆性能影响
分散剂
遮盖力
对比率
60°光泽
涂膜的明度
调色漆颜色饱和度
HD-5040
PK-5040
DA
0.89
0.87
0.87
31.7
30.8
28.5
HD-5040＞PK-5040＞DA
HD-5040＞PK-5040＞DA
注：HD-5040为COGNIS助剂；PK-5040，DA为国产。实验体系所用钛白：广西BA01-01，PVC=26%，分散剂用量为0.46%BA01-01（S/S），色浆CPS（dawn）酞青蓝15：3，BH2、碳黑CH2。

表4表面活性剂（Hydropalat306/436）延长漆膜干燥增加流平作用

乳液
流平级数

空白
0.15%306
0.15%436
1#80%PVC
6512—1
2级
——
4级加0.1%436
2#60%PVC
AC—261
2级
3级
3—4级
3#34%PVC
PE—2181
3—3.5级
4级
4.5级

表5分散剂对乳胶漆耐性、展色性的影响以及HF-200改善涂膜耐性

漆膜干燥48h，浸水96h
漆膜干燥6d，浸碱水5d
浸碱后的粉化情况
色浆量%
CPS黑CH2
CPS蓝BH2
0.5%H-5040
+0.1%PE-100
版面有许多Ø=1㎜泡
版面布满泡
Ømax=5㎜泡
干搽有掉粉
1.23%
5.66%
0.5%H-5040
+0.1%PE-100
+1.0%HF-200
版面有8~10个
Ø=1㎜泡
版面有40~80个Ø=1~5㎜泡，大泡有7~8个
部分粉化，干搽有掉粉现象
——
——
0.5%H-5040
+0.1%PE-100
+4.0%HF-200
版面有6~8个
Ø=1㎜泡
版面有少数几个泡，Ømix＜2㎜
无异常现象
——
——
0.2%D-5027
+0.2%H-3024
+0.1%H436
版面有4~6个
Ø=1㎜泡
版面有<20个Ø＜1㎜泡
无异常现象
1.03%
4.76%
Section3 内墙乳胶漆配方设计
乳胶涂料配方设计
1平面状乳胶漆配方及生产实例
乳胶漆的组成和其性能关系密切，组成决定性能。
首先，基料和体系的PVC含量与涂料制造及其全部性能或大部分性能密切相关，乳液是乳胶漆中黏结剂，依靠乳液将各种颜填料黏结在墙壁上，乳液的黏结强度、耐水、耐碱以及耐候性直接关系到涂膜的附着力、耐水、耐碱和耐候性能；乳液的粒径分布影响到涂膜的光泽、涂膜的临界PVC（CPVC）值，进而影响到涂膜的渗透性、光学性能等；乳液粒子表面的极性或疏水情况影响增稠剂的选择、调色漆浮色发花等。乳胶漆配方特征不仅取决于PVC，更取决于CPVC值，涂膜多项性能在CPVC点产生转变，因而学会利用CPVC概念来进行配方设计与涂膜性能评价是很重要的，在高PVC体系把空气引进涂膜，而不降低涂膜性能。一般涂料PVC在CPVC±5%范围内性能较好。
其次，颜填料牵涉到涂料的制造及涂膜性能的方方面面，涂料的PVC含量、颜填料的种类、颜填料表面处理等参比项中任意项变化，漆及漆膜性能将随之发生变化。颜料种类影响到涂膜的遮盖力、着色均匀性、保色性、耐酸碱性和抗粉化性；填料牵涉到涂料的分散性、黏度、施工性、储运过程的沉降性、服胶漆的调色性，同时也部分影响涂料涂膜的遮盖、光泽、耐磨性、粉化、以及渗透性等，因此要合理选配填料，提高涂料性能。
涂料助剂对涂料性能的影响虽然不如乳液种类、颜填料种类、PVC大，但其对涂料制造及性能上的影响亦不可小视。增稠剂影响面比较宽，它与涂料的制造、储存稳定、涂装施工以及涂膜性能密切相关，影响到涂料的增粘、储存脱水收缩、流平流挂、涂膜的耐湿擦等。润湿分散剂通过对颜填料的分散效果，吸附在颜填料表面对颜填料粒子表面进行改进，与涂装作业、涂膜性能相联系，它对涂料的储运、流动、调色性产生影响。颜填料分散好，涂料黏度低、流动性好，颜填料粒子聚集少，因而防沉降好、遮盖力高、光泽高。润湿分散剂吸附在颜填料粒子表面，影响粒子的运动能力，从而影响到涂料的浮