水性涂料体系中,颜料和填料的颗粒由于受到重力作用,在静止状态下有自然沉降的趋势。尤其是一些密度较大的颜料,如氧化铁红、炭黑等,以及颗粒较粗的填料,如重钙、滑石粉等,沉降现象更为明显。当颜料和填料发生沉降时,轻者会在容器底部形成一层较松散的沉淀,使用时需大力搅拌才能重新分散均匀;重者则可能导致沉淀板结,难以再分散,使涂料无法正常使用,造成严重的资源浪费。而且,沉降后的颜料和填料在涂料中的分布不再均匀,会致使涂层的颜色、光泽度出现差异,严重影响涂层的装饰效果。对于一些功能性涂料,如防腐涂料、防水涂料等,颜料和填料的沉降还可能削弱其功能性,降低对被涂覆物体的保护性能。
二、防沉剂的神奇功效
水性涂料防沉剂,作为一类专门用于解决颜料和填料沉降问题的助剂,具有独特的作用机制,能够有效地改善涂料的流变性能,使涂料具备良好的触变性。触变性是指物体在受到剪切力作用时,黏度降低,流动性增加;当剪切力消失后,黏度又能逐渐恢复的特性。防沉剂在涂料中形成一种疏松的网络结构,将颜料和填料颗粒 “包裹” 其中,使其难以自由沉降。当涂料受到搅拌、涂刷等剪切力作用时,这种网络结构被破坏,涂料的黏度降低,能够顺利地进行施工操作;而当施工结束,剪切力消失后,网络结构又会逐渐恢复,重新阻止颜料和填料的沉降,从而确保涂料在储存和使用过程中的稳定性。除了防止沉降,防沉剂还对涂料的其他性能有着积极的影响。它可以提高涂料的抗流挂性能,使涂料在垂直表面施工时,不易因重力作用而流淌,保证涂层厚度均匀。同时,防沉剂有助于改善涂料的流平性,使涂料在干燥过程中能够更加均匀地铺展,形成平整光滑的涂层,提升涂层的外观质量。此外,在一些情况下,防沉剂还能增强颜料和填料与树脂之间的相互作用,提高涂料的综合性能。
三、常见防沉剂类型解析
1. 有机膨润土类防沉剂
有机膨润土是以天然蒙脱石为原料,经过与季铵盐等鎓盐反应改性而成。其防止沉淀的原理是通过改变涂料体系的流变性能,使其呈现出触变性。在涂料中,有机膨润土的片状颗粒能够形成一种空间网状结构,将颜料和填料颗粒有效地固定在其中,从而防止它们沉降。有机膨润土的加入方式较为灵活,既可以采用预凝胶的形式加入,即将有机膨润土预先分散在溶剂中形成凝胶状物质,再加入到涂料中;也可以将粉体直接加入到涂料中。但无论采用哪种方式,为了充分发挥其增稠和防沉效果,都需要进行充分的活化处理。通常的做法是加入极性添加剂,如 5% 含水的甲醇或乙醇,这些极性添加剂能够渗透到有机膨润土的薄片之间,降低薄片间的吸引力,促进其在涂料体系中的分散。有机膨润土在氯磺乙烯防腐涂料、氯化橡胶防腐涂料等多种涂料中都有广泛应用,能够有效延长颜料的沉降时间,使涂层流平性良好,且无流挂现象。不过,有机膨润土也存在一些局限性,例如其色泽相对较深,可能会对一些对颜色要求较高的涂料产生影响;透明度较差,在一些需要高透明度的涂料体系中不太适用;使用过程中还可能产生刷痕,并且为了达到良好的分散效果,有时需要增加溶剂用量,这可能会对涂料的固体含量产生一定影响。