避免水性涂料中颜料和填料浮色发花的有效方法

水性涂料中疏水性颜料和填料的分散与润湿：避免颜料浮色和发花

在任何涂料配方中，确保涂层没有固有缺陷，包括颜料浮色和发花，是至关重要的。水性配方由于多种因素面临独特挑战，包括水的高表面张力和极性，这些都不利于大多数颜料和填料颗粒的润湿。本文将定义在配制水性涂料时，避免颜料浮色和发花的一些重要考虑因素。

浮色、发花、表面张力、贝纳德花纹、絮凝与聚集

• 浮色：浮色指的是涂膜表面出现斑驳、杂色的外观，尤其在使用两种或更多颜料的涂料中更为明显。这是由于不同颜料的横向分离造成的。
• 发花：发花则是指涂膜的表面颜色均匀，但颜色比预期的深或浅，这归因于涂膜中的不同颜料的纵向分离。
• 表面张力：表面张力是指液体界面与液体内部之间的力不一致，因此，表面张力的产生源于表面分子具有比液体体积中分子更高的自由能。
• 贝纳德花纹：表面张力差异会引起对流，从而形成称为贝纳德花纹的规则六边形表面图案。贝纳德花纹会导致较小、更易移动的颜料颗粒（较小、密度较低）沉积在周边，而较不易移动的颗粒（较大、密度较高）则远离周边。
• 絮凝：絮凝是指未能适当地稳定的分散颜料颗粒重新结合。絮凝是不可取的，因为它会影响遮盖力和色彩发展。通过施加低剪切力可以使絮凝现象可逆。
• 聚集：颜料聚集是指颜料颗粒在缺乏足够的介质或润湿剂的情况下聚集在一起。当聚集发生时，通常需要施加大量的剪切和磨损力才能恢复稳定的颜料分散。

克服水性涂料中浮动和漂浮的补救措施

在水性介质中进行颜料分散的原则与有机溶剂介质中的相同，包括适当的润湿、颜料分散和稳定。然而，水的表面张力和高极性使得润湿低极性颜料变得更加困难。在许多情况下，水与颜料表面之间的相互作用会破坏颜料表面分散剂的稳定性。克服浮色和发花的第一步是选择没有细小颗粒的颜料。此外，许多颜料制造商提供表面处理的颜料，以避免浮色和发花。

其次，确保颜料分散均匀且稳定（消除一种颜料的絮凝，而不影响其他颜料）。

第三，使用适当的润湿剂或表面活性剂可以改善颜料之间的极性和表面张力差异，从而减少漂浮和浮动的发生。无机颜料如氧化铁、二氧化钛（钛白粉）、碳酸钙和许多其他填料颜料具有极性表面，易于被水润湿。然而，仅靠水通常无法稳定颜料分散以防止絮凝，因此需要表面活性剂来润湿和稳定分散。此外，许多颜料制造商提供表面处理的颜料来避免浮色和发花。对于表面极性较低的有机颜料，许多制造商会用一层无机氧化物修饰其表面，以提高极性，从而改善在水基系统中的润湿性。

第四，使用适当的增稠剂有助于提高粘度，形成一个足够的网络结构，以防止颜料分离。然而，必须确保增稠剂与分散剂之间具有良好的相容性。

克服溶剂型涂料中的漂浮和浮动主要涉及使用合适的颜料分散剂，并通过添加表面控制剂消除贝纳德花纹的形成。

影响水性涂料颜料稳定性的最后一个因素是颜料的pH值。例如，如果在无机水性涂料（pH通常>8）中使用低pH的炭黑颜料，而不使用合适的润湿剂，则可能导致长期不稳定，因为树脂骨架上的中和胺可能会迁移到酸性颜料中。

在用水稀释乳胶漆时，必须小心，因为浮色可能会发生（缓慢添加水并进行适当混合，避免过度稀释）。这是由于分散颜料颗粒与水之间的平衡发生变化，导致颜料上的稳定分散剂减少。

通过以上方法，可以有效减少水性涂料中颜料的浮色和发花现象，从而提高涂料的质量和外观。