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57行业走势IndustrialTrends2015年10月DOI:10.13531/j.cnki.china.coatings.2015.10.001第30卷第10期CHINACOATINGSOctober2015中国涂料Vol.30No.10水性木器涂料和水性工业涂料颜色解决方案ColorSolutionforWaterborneWoodCoatingsandWaterborneIndustrialCoatingsSHUHan,GUTian-bing,DOUMin-hui(DongguanCaizhihongChemicalCo.,Ltd.,Dongguan523635,Guangdong,China)Abstract:Thecolorsystemofwaterbornewoodcoatingsandindustrialcoatingswasintroduced.Theapplicationplans,environmentimpacts,testmethods,evaluationstandardsandothersaspectswereanalyzed.Keywords:waterbornecolorconcentrate,waterbornecolorpaste,wood,tintingapplicationplan0前言近年来随着水性涂料的蓬勃发展，以及国家政策对水性涂料的倡导，还有人们环保意识的加强，水性涂料越来越受到消费者的青睐。作为水性涂料着色系统，我们的水性应用工程师们在应用上已经提供了一套比较适宜的方案和测试方法，本文将通过试验分析，系统地介绍水性色精、水性色浆在木器涂料和工业涂料中是如何应用以及进行性能测试的。1水性涂料颜色系统介绍1.1水性色精系列色精作为涂料工业里透明颜色的着色方案，一直扮演着重要的角色。色精通常分为油性和水性，其中油性只能溶于有机溶剂，而水性又分为水油两性、纯水性。水油两性可以溶于水和有机溶剂，纯水性色舒晗，顾天兵，窦敏辉(东莞彩之虹化工有限公司，广东东莞523635)□摘要：介绍了水性木器和工业涂料的颜色系统，以及环保性、应用方案、测试方法、判断标准和注意事项等。关键词：水性色精；水性色浆；木器；着色应用方案中图分类号：TQ630文献标识码：B文章编号：1006-2556(2015)10-0057-04经验交流ExchangeofExperience12第30卷中国涂料58行业走势IndustrialTrends经验交流ExchangeofExperience精只能溶于水或特定醇、醚类溶剂。水油两性色精相比于油性色精具有很好的亲水性，能与水以任意比例混溶后，不会出现浮油、析出、沉淀、浑浊的现象。而相比于纯水性的色精具有更高稳定性、颜色的耐候性、耐酸碱介质性以及水性产品的配伍性，适应市面上绝大多数水性体系。水性色精着色后的各项性能很大一部分取决于有效成分——金属络合染料，优质的金属络合染料是提供良好的耐候性、牢度的前提保障。1.2水性透明色浆系列在水性涂料中，着色系统里另外一大类就是色浆，而色浆按用途也可以分为油性色浆、水性色浆，按其透明程度可以分为透明色浆、半透明色浆、实色色浆。其中水性透明色浆采用的是优质的纳米颜料为原材料制得，其原级颗粒直径很小，大概在10～90nm。由于粒径小，可见光在传播的过程中绕过这些微小的颗粒，这种衍射现象使得用该纳米颜料制得色浆达到透明的效果，没有遮盖力，所以有非常鲜艳的着色性，从而改变了不透明颜料暗淡的特性。并且纳米颜料对紫外线又有很好的吸收能力，这样更加突出了其非凡的特性。水性透明色浆在水性涂料中的应用还是比较大的，用途上主要集中在木材着色和较高档的汽车的面漆上。木器格丽斯使用透明色浆后，会很好地展现木纹，提升木器的档次。同时在汽车涂料中透明色浆配合铝银浆和珠光颜料使用可以使得汽车涂料释放出迷人的色彩。1.3水性实色色浆系列实色色浆在工业涂料着色系统里是用量最大的一个，同样实色色浆也分为油性、水性。其中水性实色色浆系列又分为高颜料含量无树脂体系和低颜料含量有树脂体系。前者的颜料浓度高、着色力强、展色性能佳、相容性好，具有触变流动性，一般不引起浮色和发花，助剂选择合理，具有通用性。后者颜料浓度相对较低，但是具备较好的着色力，展色性好，流动性和黏度较为稳定，该体系中含有树脂，需要做相容性试验，否则易导致涂料浮色发花。2性能测试部分2.1试验原料和仪器设备2.1.1试验原料CH-W121水性黄色精、CH-W323水性红色精、CH-W721水性棕色精、CH-W823水性黑色精、CH-W223水性橙色色精，东莞彩之虹化工有限公司；无水乙醇；水性底漆HS105D、水性哑光面漆HS603M-3、水性格丽斯，怡可牌；进口色精；涂芭水性涂料系列。2.1.2仪器设备雷磁pH值测试仪、LND-1涂4黏度计、水性喷枪。2.2亲水性测试水性色精亲水性测试的标准是建立在模拟色精在水性涂料中的分散状态基础上的，根据了解与查阅发现水性涂料中乳液占水性清漆比例在80%以上，去离子水为10%左右。而水性涂料乳液中含水大概在40%～50%，再加上施工的时候为了调节合适的施工黏度会加10%的水，这样一来，真正水性清漆中的含水量大概就在50%左右了。因为其分散介质都是水，所以当把3%～5%(相对于水性涂料)色精添加到水性涂料中的时候，其实也就是6%～10%(相对于水)色精在水中的分散，色精比水大概为1∶(10～20)。如果在此范围内色精在水中分散状态好，就不会出现浑浊、析出沉淀、浮油。并且此时的pH值也可以准确地模拟出其在水性涂料中对体系pH值的影响。表1是一组本公司色精加到水中测试结果。表1试验测试结果发现，如果亲水性好，色精加到水中的稳定性也比较好，表现出长时间不会出现浮油、浑浊、析出沉淀的现象。表1水性色精加到水中的效果测试Table1TestEffectsofWaterborneColorConcentrationintoWater产品编号立刻2d4d高浓度低浓度高浓度低浓度高浓度低浓度W323水性红无浮游、非常透黑无浮游、非常透明无浮游、比较透黑、杯底干净无浮游、透明无浮游、杯底干净无浮游、透明W121水性黄无浮游、非常透黑无浮游、非常透明无浮游、非常透黑、杯底干净无浮游、非常透明无浮游、非常透黑无浮游、非常透明W721水性棕无浮游无浮游无浮游、杯底干净无浮游无浮游、杯底干净无浮游W823水性黑无浮游无浮游无浮游、杯底干净无浮游无浮游、杯底干净无浮游注：透黑是指由于透明颜色的色精在高浓度水液下呈现黑色。2015年第10期59行业走势IndustrialTrends经验交流ExchangeofExperience2.3色精pH值的测量水性色精的pH值测量其实是侧面反映水性色精对水性涂料体系影响。因为现在水性涂料体系大多是弱碱性体系，如果色精加到水性体系中引起体系pH值的剧烈变化，就会产生许多紊乱体系平衡的不良后果。水性色精pH值的测量并不仅仅是用pH值计直接去测量无水色精的pH值来实现的，这种方式具有比较大的误差性。根据pH值的定义，pH值是反映溶液中氢离子的总数和总物质的比，而纯的色精是不含水的，当我们去测量纯的色精的pH值的时候，实际上是测量无水状态下时这种不含水的溶液中电离出来的氢离子浓度。当纯的色精加入到水或者水性涂料中的时候，色精中的一些成分由于会在水中水解电离出氢离子或者氢氧根离子，而这种电离的程度不是仅仅测量纯色精pH值所能够表现出来的。并且色精原液在贮存或者使用过程中由于吸潮使得极少部分水进入到色精原液中，含水量慢慢增加造成色精原液的pH值会随着时间慢慢变大。所以为了尽可能准确地模拟色精在水性涂料中的对pH值的影响，试验统一先将1份的色精加到20份的水(尽量用纯水)中，再测量其pH值的大小。表2是一组本公司色精加到水中pH值数据。表2水性色精pH值的测试Table2pHValueTestofWaterborneColorConcentration产品编号pH值W223水性橙8.8W823水性黑9.0W121水性黄8.5W721水性棕8.9W323水性红9.1注：以上测试环境温度为14℃，温度不同会导致pH值不同，无法进行温度设置的pH值计的变化不是太大。在长期的贮存过程中测试发现虽然色精原液的pH值会随时间有略微增大，但是通过将色精加到水中测试pH值是不会变化的。2.4水性色精加到酒精中的测试将2.5g色精加入50g无水乙醇中，搅拌均匀，然后缓慢滴加水，观察状态。如果色精能够与乙醇有很好的相容性，就不会出现分层、浑浊、析出、浮油等现象。经过测试发现，当水的加入量达到一定程度时，包括进口色精在内都会慢慢开始变浑浊，随着加水量的加大会越来越浑浊。表3是测试组随水加入量的状态数据。表3测试组随加水量的状态Table3SampleChangebyAddingVaryingDosageofWaterm/g彩之虹系列色精效果进口系列色精效果0相容性很好、透黑相容性很好、透黑5相容性很好、透黑相容性很好、透黑10相容性很好、透黑相容性很好、透黑15相容性很好、透黑相容性很好、透黑20相容性很好、透黑相容性很好、透黑25相容性很好、透黑相容性很好、透黑30开始变得有点浑浊开始变得有点浑浊35越来越浑浊越来越浑浊由表3数据可见，当水的加入量达到一定程度时都会出现越来越浑浊的现象。而出现这种现象的原因是，乙醇会破坏色精在水中分散的相平衡。因为色精与水以任意比例都不会出现浑浊的现象，而当乙醇这种溶剂加入到这种平衡体系中的时候，会打破这种平衡。当然这种平衡也不是绝对平衡，在一定范围内是可以允许的，如上面测试数据可见，当酒精与水的比例在2∶1的时候是没问题的，如果含水量继续增加会产生明显的相容性问题。2.5水性色精加到水性涂料中的黏度测试这项测试很大程度上取决于前面测试的色精的pH值，经过测试发现如果色精加到水中时，pH值能够保持在8～9.5是比较正常的，如果过高会导致水性涂料严重增稠，当然也排除水性涂料所使用的增稠体系相关性。表4和表5是一组色精加到水性涂料中的黏度测试数据。表4水性面漆中加入色精3d和再加水的黏度变化Table4ViscosityChangeofWaterborneTopcoatAddedColorConcentrationfor3DaysandRe-addingWater产品编号黏度/s0h3h24h48h64h64h(再加5%水后)W323水性红6264819611656W121水性黄494959688044W721水性棕555549818651W823水性黑525366768851注：加水将原涂料黏度调整到60s。以上测试所使用的是武汉海斯普林科技有限公司提供的怡可牌哑光清面漆HS603M-3，黏度测试全部采用的是LND-1涂4黏度计。舒晗等：水性木器涂料和水性工业涂料颜色解决方案第30卷中国涂料60行业走势IndustrialTrends经验交流ExchangeofExperience表5水性修色漆中加入色精2d的黏度变化Table5ViscosityChangeafterAddingWaterborneColorCorrectionCoatingsfor2Days产品编号黏度/s0h3h48hW323水性红323333W121水性黄283236W721水性棕333535W823水性黑323434注：加水将原涂料黏度调整到50s。以上测试使用的是武汉海斯普林科技有限公司提供的怡可牌专用修色面漆HS104M，黏度测试全部采用的是LND-1涂4黏度计。经多项测试发现，如果将原水性涂料黏度调节至50s，前提是原水性涂料没是有填充哑粉或其他颜填料的水性体系，然后加入5%色精，黏度会下降至30s左右且保持不变。所以水性色精对水性涂料黏度的影响与水性涂料体系中颜填料以及含水量还有增稠体系有关。水性涂料体系颜填料含量越少、含水量越多，色精加到涂料里面对体系黏度影响越小。3水性颜色系统应用部分3.1水性色精在木器涂装中底着色的应用在木器涂装中，色精在底着色中的