磷酸酯在低VOC水性建筑涂料体系中的应用

　　在水性建筑涂料体系中，表面活性剂能提高分散稳定性、基材的润湿性以及增强涂料的光泽和色泽。在此将磷酸酯类表面活性剂在半光水性建筑涂料中的作用作一介绍。
1　磷酸酯及其在涂料中的作用
　　磷酸酯是一种阴离子型表面活性剂，用磷酸做亲水基。磷酸酯表面活性剂是乙醇和一种活性磷酸衍生物的反应产物，通常商业磷酸酯由单酯、双酯、残留乙醇以及磷酸混合而成。磷酸酯最终混合物的性能主要由起始乙醇以及四种不同物的组成而决定。因此，磷酸酯的最终混合物的性能，可以通过改变制备过程中乙醇的含量以及控制最终产品中不同组分的比例来确定。磷酸酯最初是以游离酸的形式制备的，但用碱能将其中和成盐。
　　涂料中使用磷酸酯通常是基于它的表面活性，因此主要用作表面活性分散剂。配方中引入的磷酸部分作为润湿和分散剂可以明显增强涂料的光泽和色泽，且避免由于贮存而引起的粘度升高的现象，提高表面润湿性以及提供较好的分散稳定性。在低VOC 配方中一定量的磷酸酯可以取代乙二醇以及其它挥发性试剂，最终改善涂膜开放时间,增加其冻融稳定性和热稳定性。由于助剂的效果依涂料配方而定，因此，当配方的组成发生变化时，该助剂的效果也将随之改变。
　　由于磷酸基团和金属表面发生相互作用，所以涂料具有防腐性和抗金属粘性。由于磷酸酯类表面活性剂具有良好的颜料分散稳定性，包括一些活性颜料如Fe2O3、ZnO，故可用来制备稳定、均一的有机和无机颜料的分散体以用作广谱色浆。通常，水性配方在研磨或调浆阶段加入少量的磷酸酯类表面活性剂（通常用量为固体含量的0.2%～0.5％），但在乳胶涂料生产工艺中的任何阶段加入磷酸酯均可以产生积极的作用。因此，在涂料配制前（基料制备时作乳化剂或后聚合稳定剂）使用磷酸酯不仅使涂料的最终性能良好，而且也能降低配制时由于加入了其他不必要的助剂而带来的有害性。本文描述了在低VOC 半光涂料配方中选择使用磷酸酯类表面活性剂及与其他表面活性剂相比较时所体现的优点。
 
2　实验部分
2.1　涂料配方(见表1)及表面活性剂用量(见表2)

表1的涂料配方中没有加入表2所列的表面活性剂。每一种表面活性剂的精确用量见表2。
2.2　实验方法
(1)试验中所控涂料在调浆阶段没有加入任何表面活性剂，该漆料被等分后，在所控的漆料中加入表2中所列表面活性剂的最佳含量。与没有加表面活性剂的漆料相对比进行评价，观察表面活性剂的加入对漆料性能是否产生影响。将这些漆料充分混合，从漆料的罐内状况以及固化成膜后的性能来总体评价。
(2)涂料的稳定性可以通过检测涂料在不同时间，如制作后、隔夜以及一周后的KU、ICI 值来评价。涂料的性能取决于冻融循环性以及140℃、10天热稳定性。在这种极限条件下通过跟踪涂料粘度的变化来评价涂料配方的稳定性。
(3)可对涂料的开放时间（用湿边涂刷）、表面润湿性、涂料色浆稳定性－颜色翻新以及罐内浮色来评价，为了使分析更简单化，只对色浆B（炭黑）和色浆F（氧化铁红）进行评价。
(4)可对涂膜的性能如光泽（20°、60°）、对比率、反射率、抗粘性、去污性、黄变指数和闪蚀性进行评价。闪蚀性可以通过在一块未经处理的冷辊钢板涂抹一层101.6mm 厚的湿涂膜来评价，涂料允许自干，施工后24h 内观察。观察结果可用ASTM D610标准来检测评价。
 

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