水性涂料中疏水性顏料和填料的分散與潤濕：避免顏料浮色和發(fā)花

在任何涂料配方中，確保涂層沒有固有缺陷，包括顏料浮色和發(fā)花，是至關重要的。水性配方由于多種因素面臨獨特挑戰(zhàn)，包括水的高表面張力和極性，這些都不利于大多數(shù)顏料和填料顆粒的潤濕。本文將定義在配制水性涂料時，避免顏料浮色和發(fā)花的一些重要考慮因素。

浮色、發(fā)花、表面張力、貝納德花紋、絮凝與聚集

• 浮色：浮色指的是涂膜表面出現(xiàn)斑駁、雜色的外觀，尤其在使用兩種或更多顏料的涂料中更為明顯。這是由于不同顏料的橫向分離造成的。
• 發(fā)花：發(fā)花則是指涂膜的表面顏色均勻，但顏色比預期的深或淺，這歸因于涂膜中的不同顏料的縱向分離。
• 表面張力：表面張力是指液體界面與液體內部之間的力不一致，因此，表面張力的產生源于表面分子具有比液體體積中分子更高的自由能。
• 貝納德花紋：表面張力差異會引起對流，從而形成稱為貝納德花紋的規(guī)則六邊形表面圖案。貝納德花紋會導致較小、更易移動的顏料顆粒（較小、密度較低）沉積在周邊，而較不易移動的顆粒（較大、密度較高）則遠離周邊。
• 絮凝：絮凝是指未能適當?shù)胤€(wěn)定的分散顏料顆粒重新結合。絮凝是不可取的，因為它會影響遮蓋力和色彩發(fā)展。通過施加低剪切力可以使絮凝現(xiàn)象可逆。
• 聚集：顏料聚集是指顏料顆粒在缺乏足夠的介質或潤濕劑的情況下聚集在一起。當聚集發(fā)生時，通常需要施加大量的剪切和磨損力才能恢復穩(wěn)定的顏料分散。

克服水性涂料中浮動和漂浮的補救措施

在水性介質中進行顏料分散的原則與有機溶劑介質中的相同，包括適當?shù)臐櫇瘛㈩伭戏稚⒑头€(wěn)定。然而，水的表面張力和高極性使得潤濕低極性顏料變得更加困難。在許多情況下，水與顏料表面之間的相互作用會破壞顏料表面分散劑的穩(wěn)定性。克服浮色和發(fā)花的第一步是選擇沒有細小顆粒的顏料。此外，許多顏料制造商提供表面處理的顏料，以避免浮色和發(fā)花。

其次，確保顏料分散均勻且穩(wěn)定（消除一種顏料的絮凝，而不影響其他顏料）。

第三，使用適當?shù)臐櫇駝┗虮砻婊钚詣┛梢愿纳祁伭现g的極性和表面張力差異，從而減少漂浮和浮動的發(fā)生。無機顏料如氧化鐵、二氧化鈦（鈦白粉）、碳酸鈣和許多其他填料顏料具有極性表面，易于被水潤濕。然而，僅靠水通常無法穩(wěn)定顏料分散以防止絮凝，因此需要表面活性劑來潤濕和穩(wěn)定分散。此外，許多顏料制造商提供表面處理的顏料來避免浮色和發(fā)花。對于表面極性較低的有機顏料，許多制造商會用一層無機氧化物修飾其表面，以提高極性，從而改善在水基系統(tǒng)中的潤濕性。

第四，使用適當?shù)脑龀韯┯兄谔岣哒扯?，形成一個足夠的網絡結構，以防止顏料分離。然而，必須確保增稠劑與分散劑之間具有良好的相容性。

克服溶劑型涂料中的漂浮和浮動主要涉及使用合適的顏料分散劑，并通過添加表面控制劑消除貝納德花紋的形成。

影響水性涂料顏料穩(wěn)定性的最后一個因素是顏料的pH值。例如，如果在無機水性涂料（pH通常>8）中使用低pH的炭黑顏料，而不使用合適的潤濕劑，則可能導致長期不穩(wěn)定，因為樹脂骨架上的中和胺可能會遷移到酸性顏料中。

在用水稀釋乳膠漆時，必須小心，因為浮色可能會發(fā)生（緩慢添加水并進行適當混合，避免過度稀釋）。這是由于分散顏料顆粒與水之間的平衡發(fā)生變化，導致顏料上的穩(wěn)定分散劑減少。

通過以上方法，可以有效減少水性涂料中顏料的浮色和發(fā)花現(xiàn)象，從而提高涂料的質量和外觀。