3.涂料储存过程中-沉降

现象描述：成品涂料在储存过程中，涂料内部的均匀性发生改变，重质的和大粒径粒子在涂料中的分布不均，垂直方向上出现梯度变化，从上表面到底部，涂料有从释到稠的变化，底部甚至出现硬沉淀。涂料的这种现象称之为涂料发生沉降。

上述的三种情况中，分水分乳液的同时，通常也伴随着沉降。接下来，小编和大家一块儿讨论，是哪些原因会导致这些分层现象的产生。

分层影响因素

1.增稠剂的影响

我们知道，常用的增稠剂的种类主要是分为纤维素类（HEC）、碱溶胀型（ASE）、疏水改性碱溶胀（HASE）和非离子型聚氨酯（HEUR）。

关于增稠的原理，大家应该都很熟悉了，这里就简单说一下：

纤维素类增稠剂、或普通碱溶胀类增稠剂由于其只对水相增稠，其浓缩的“增稠网络”与体系粒子无关，单独呈一相。

疏水改性碱溶胀（HASE）和非离子型聚氨酯（HEUR）型增稠剂，增稠形成的“增稠网络”均匀吸附着各种乳液、颜填料粒子，以及其他表面活性剂等分子等。

原因分析：

①水合型增稠剂与缔合型增稠剂在种类与用量上匹配不当，导致涂料在储存过程中出现不相容而排斥。如果体系中这两张网络相容性欠佳，一个过于疏水，一个过于亲水，使用这样的增稠剂匹配，分水现象难以控制。通常只对水相增稠的“浓缩网络”收缩脱离游离在涂料表层造成分水现象。

②纤维素类和碱溶胀类增稠剂都是在碱性的条件下（pH＞7）才能够溶胀，所以一定要注意调节体系的pH。

③应避免用氨水做pH调节剂，持久性不好，容易挥发，会导致PH值下降，且有一定的气味。对于工业漆来说，纤维素类和碱溶胀类增稠剂对耐水会有非常大的影响，因此，尽量少用此类增稠剂。

④缔合型增稠剂与乳液粒子间的缔合不牢，使得该缔合的乳液粒子在储存过程中解吸脱离出来，悬浮于涂料的表层，出现涂料分乳液的现象。

⑤涂料的 低剪切黏度过低，同样会造成分层现象。

这张图，大家应该非常熟悉了，对于涂料的储存来说，我们要保证其有一定的低剪粘度，才能有效地防止其分层。如HEUR类，是一款低剪切高效性的增稠剂，具有优异的低剪切增稠效率，提供强假塑性及高触变性。极佳的色浆稳定性，广泛应用于水性工业漆、水性乳胶漆等。

关于增稠剂的选择，一般是选择几种不同的增稠剂搭配使用，使涂料具有合适的高、中、低剪粘度，需要时再搭配后下文会介绍的防沉剂。在储存稳定的前提下，保证有较好的施工性。

2.分散剂的影响

颜料是否分散和稳定好，是否有絮凝等，将会对很多性能产生影响。颜填料分散性差，粒子附聚成大的颗粒，从而加快沉降。

不同分散剂对防沉的影响

上图是混研磨色浆采用不同的分散剂，经过贮藏后的防沉效果。许多人可能想当然地认为防沉必须依靠防沉剂，其实这是片面的。研磨好的色浆如果产生絮凝，颜料粒子变大，比重增加，就会很快沉降，尤其是有机颜料。选用了合适分散剂，防沉剂可以不加或少加了。

因此，如果出现了沉降的现象，要考虑更换分散剂了。可以选用高分子量多支链的分散剂吸附在颜填料粒子表面，增大其空间位阻增大排斥力，减少沉降。如新一代水性通用分散剂对有机颜料、碳黑及无机颜料均有优异的分散效果，降粘效果好，贮藏稳定性好，适用于各种水性涂料体系，制备的色浆具有粘度低，同时有一定触变性。

注意事项：分散剂和缔合型增稠剂处于共同的水相介质并在颜料及乳液粒子表面有竞争吸附，两者之间存在复杂的竞争关系，它们的搭配组合是否合理直接影响涂料的各项性能和分层问题。

3.防沉剂的选择

很多情况下，关于分层问题，大家还是会选择在涂料中加入防沉剂，即在涂料中引入了疏松网络触变性结构，能使颜填料颗粒悬浮而不结块，防止颜料沉降。那么，不同种类的防沉剂，我们该怎么选择呢？

①有机膨润土

有机膨润土通常不以原级粒子存在，一般是多个粒子的凝聚体，通过润湿、分散和活化过程可产生原级粒子，形成高效的触变效应。在极性体系中，极性活化剂除提供化学能帮助有机膨润土分散外，通过水分子的架桥使无数的膨润土薄片形成凝胶结构，而薄片面上的烃链通过其较强的溶剂化能力而使体系增稠并产生触变效应，在外力作用下，此结构破坏同时粘度降低，而外力消除则回复原来的粘度和结构

膨润土防沉的优缺点有哪些呢？

优点：应用范围大；添加量少、效率高、加工性能稳定；触变性能良好；价格便宜。

缺点：对光泽度有影响，在清漆中会有雾影和浑浊；抗强溶剂性不佳；流平性、抗流挂效果不佳；由于需要很好的分散，才能达到最佳的防沉效果，所以较难用于后添加，如需后添加，需制备成预凝浆。

②气相二氧化硅

气相二氧化硅在非极性介质中有最大的增稠效应。气相二氧化硅是四氯化硅在氢氧焰中水解制得的。它粒度小，比表面积大，表面上带有硅烷醇基团。这些硅烷醇基可与邻近的气相二氧化硅颗粒间相互作用而形成氢键，通过氢键作用形成三维空间其的触变形结构。

优点：不需活化，可直接使用。

缺点：质轻，施工不方便；触变效果不是十分理想；用在面漆上影响光泽，影响流平性。

③蓖麻油衍生物

蓖麻油衍生物是在非极性溶剂中，通过分散、活化，被溶胀的长链相互缠绕形成触变结构而起增稠作用。当受到剪切力时，缠绕被拉开，结构破坏，黏度会下降；当剪切力消失，又重新缠绕。这种重新缠绕的过程较缓慢，所以黏度恢复较慢，允许有较长的流动时间流平，适当地调节可使涂料在较大的流挂极限厚度时仍有一定程度的流平。

优点：触变性能相对较好；流平性好；对光泽影响小；价格较低。

缺点：使用时需要预先活化；不适用于强溶剂体系；易返粗。

④聚酰胺蜡

通过大分子链的相互缠绕形成网状结构而具有触变性，受剪切时，缠绕的分子被拉开，粘度因而降低；当剪切停止，大分子又重新缠绕而致粘度上升。由于这种新缠绕的过程相对缓慢，因此粘度恢复的速度也较慢，有较长时间给予湿膜流动和流平，但又不会导致流挂失控。聚酰胺蜡的触变性能对温度的依赖性较小，在较高温度下使用仍具有良好的抗流挂效果，是氨基烘漆、丙烯酸烘漆、环氧烘漆等烘烤型涂料及高固体分涂料、金属涂料、厚浆涂料中很有效的流变改性助剂。

优点：触变性能最好；流平性、抗流挂性好；对光泽度影响小；不易返粗。

缺点：使用时需预先活化；价格相对较高。

除了上面介绍的几点，其实还有很多因素会对涂料的分层造成影响，如：表面活性剂种类选择不当或用量过量、助溶剂种类和过量、粉料的粗细和搭配、树脂和乳液的种类、PVC的设计等等。这里就不一一细说了~、

分层问题，还是预防为主。对于新的配方体系，大家还是做好储存实验后再生产~

那么，对于已经分层的涂料，还有没有补救的办法？

对于已沉淀的涂料，可用手工或机械搅拌均匀后再使用。对于结块现象，应先把可流动部分倒出，用刮铲从容器底部铲起沉淀，研碎后，再把流动介质倒回原先桶中，充分混合。如按此法操作仍无法混合，仍有干结沉淀，涂料只能报废或降级使用。

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