摘要：介绍不透明聚合物乳液的特殊结构及其原理，在水性涂料中对CPVC、颜色的延展性、流平、遮盖、耐擦洗、成膜及涂膜耐候性的影响。

  关键词：不透明聚合物、遮盖力、CPVC、粒径

  导言：水性涂料在配方设计中达到较好的遮盖力时，通常有两种情况：一、提高颜料的含量，如：钛白、立德粉等，减少填料，增大粉料与周围介质的折射率之差。二、提高PVC，使乳胶漆的颜料体积浓度在临界颜料体积浓度（CPVC）之上，增加涂膜中空隙率。但由此而带来的涂膜中一系列物理性质的变化，如耐擦洗的降低、涂膜色彩明度的下降、透水率的增加等等。本文介绍一种可增强涂膜物理性能的不透明中空聚合物乳液及其它水性涂料中的应用。

一、不透明聚合物乳液的不透明技术原理及对涂膜的CPVC和遮盖力的影响

   1、不透明聚合物乳液是一种硬而不成膜的苯乙烯和丙烯酸酯共聚物分散体系。由有中空芯的硬聚苯乙烯和丙烯酸酯壳，包覆着充满水的芯构成。当涂膜干燥时，壳中的水从共聚物壳中不可逆扩散而出，留下由空气取代水的芯加大入射光折射之差，当光透过合成树脂组成的壳穿过空气时，改变了入射光的折射角，从而产生折射效应，提高折射率，增加了漆膜的不透明性。

   2、高遮盖的涂料体系中，粉体的粒径一般很小，如金红石钛白0.2微米左右、碳酸钙11微米等等，它们对光的反射很强，碳酸钙对光反射的最佳粒径是1.44微米，这时对光的散射效率最大化，这些粉体的细小粒径必然导致高的吸油量和对粒接剂的较大需求，因此CPVC肯定会提高。而不透明聚合物的单分散球形状态平均粒径为0.4微米，虽然中空的吸油量较高，但是密度较小，按照下列公式计算：

CPVC=1/（1+OA·δ/93. 5）OAV=OA·δ/93.5

所以加有相同体积不透明聚合物的涂膜CPVC高于相同粉体的CPVC

二、不透明聚合物对涂膜颜色延展性的影响

  对二氧化钛展色的影响

    金红石钛白是迄今为止外墙乳胶漆应用性能最好的耐候性光散射材料。金红石钛白粉折光指数大约是2.76，粒径为0.2微米左右,因此金红石钛白的分散或聚集对遮盖力产生很大的影响。而我们经常使用的超细粉体1250目的粒径大约是11微米,远远大于0.2微米的钛白粒径,金红石钛白得不到很好的展色,对涂膜和产品成本都是危害的。而不透明聚合物的平均粒径为0.4微米接近0.2微米，况且表面包裹着非离子表面活性剂，对于钛白的润湿、分散和抗聚集效应都是很好的，大大提高了钛白粉的展色性。

  有机颜料色浆展色性的影响

    有机颜料一般粒径较小、密度较低，做成水性色浆后表面的润湿、分散体系的HLB值也较低，所以在调漆过程中容易产生浮色、发花等现象。而不透明聚合物的表面亲油状和低HLB值，在一般情况下对有机水性色浆的兼容性较好，同时相对较小的密度，在施工中可以促进有机颜料在涂膜中的均匀分布，较好的避免了涂膜色调不一致现象。

例如：对比实验

此配方加完水性酞菁兰色浆后粘度有些下降,搅拌后有颜色上浮现象.

 

此配方适宜深色乳胶漆,粘度90KU,加水性色浆后粘度有些下降,基本上不出现浮色、分水现象。

三、不透明聚合乳液对涂料增稠的影响

    不透明聚合物乳液有较高的TG和较细的粒径，与树脂的相容性较好，使涂膜的缺陷降到很低，可以提高涂膜硬度和耐候性。但对涂膜光泽有一定影响。同时，不透明聚合物的球形状态和不吸水性，会增大配方中的自由水含量，当用纤维素做主增稠剂时，应适量加大用量。而使用缔合型增稠剂时，可能因不透明聚合物乳液的表面疏水状态和非离子乳化剂的吸附作用，增强了缔合作用，在降低协合型增稠剂用量的同时，改善流平性，提高了乳胶漆的贮存稳定性。

如：配方对比

配方一：                     配方二

醋叔乳液40                   醋叔乳液     40

金红石钛白:25              不透明聚合物:7.5

润湿剂0.1                     金红石钛白25 

分散剂:0.4                    润湿剂:0.1

杀菌剂:0.2                    分散剂:0.4

消泡剂:0.3                    杀菌剂:0.2

成膜助剂:1.5                 消泡剂:0.3

丙二醇:1.7                    成膜助剂:1.5

增稠剂:0.4                    丙二醇:1.7

增稠流平剂:0.4             增稠剂:0.4

AMP-95:0.2                增稠流平剂:0.4

AMP-95:0.2

 

   结论：

  （1）配方一对比率92以上，PVC=23，光泽60度的角是28.经2千瓦紫外光照射20小时后耐擦洗2000次微透底,3000次大量透底. 6转9000,60转2500，配方一7000次微透。

   (2)加大不透光聚合乳液后,对比率93以上, PVC=30,光泽60度角20,经2千瓦紫外光照射线20小时后,耐擦洗2000次不透,3000次轻微透底.6转9000,60转2700，配方二不透。

四、低档配方经不透光聚合物优化后对涂膜的遮盖力和耐擦洗的影响。

配方一：                                    配方二：

配方一：                      配方二：

对比率92                        对比率:92

耐擦洗:2000次左右          耐擦洗:3000次左右

粘度:95KU                      黏度:93KU

触变指数:3.2                   触变指数: 2.8

 

五、不透明聚合物乳液对成膜助剂用量的影响

    不透明聚合物乳液是一种球形结构的乳化体系，在配方中可能会吸附成膜助剂，所以应在配方中加大成膜助剂的用量。同时应避免直接使用芳烃类的溶剂，醇醚类溶剂也会对其贮存和冻融循环产生影响，所以应避免直接接触。