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乳膠涂料知識問答及配方設計
基料樹脂
一般說來，我們先根據涂料的使用要求，即涂料在工作環境下應具備的性能指標來選定和，再根據施工要求和選定的基料來確定，在此基礎上再來考慮涂料的或等，形成一個。涂料中各組成的絕對數量和它們的相對比例對涂料的性能有很大影響。其中只要有一個組分選擇不當，涂料的性能就會變差。
什么是乳膠涂料的顔/基比（P/B）？
在乳膠涂料中，基料與顔料是重要的組成部分，在顔料和基料已經確定的情況下，涂膜的構造和物理性能基本上取決于二者之比。所謂顔/基比是指顔料分(即顔料和填料)的質量百分數對固體樹脂(不揮發分)質量百分數的質量比，通常用P/B來表示。
顔料體積濃度（PVC）
在進行乳膠涂料配方設計時，往往是以質量百分數表示。然而構成乳膠涂料的樹脂、顔、填料及其他固體添加劑，它們的密度差異很大，因此它們在整個涂膜中的體積分數顯著不同。而在確定涂料干膜性能時，體積分數比質量分數更為重要。特別是對不同配方的涂料進行性能比較試驗時，其體積分數的重要性更為突出。顔料體積濃度是涂膜中顔料的體積在涂膜總體積中所占的百分比，以PVC來表示。
臨界顔料體積濃度（CPVC）
臨界顔料體積濃度是指基料聚合物正好覆蓋顔料粒子表面并充滿顔料粒子堆積空間時的顔料體積濃度，通常用CPVC表示。
P/B在設計涂料配方時起什么作用？
在研究涂料中顔料和基料間的質量關系時，只需簡單的數字運算，在配方的最初設計階段是非常實用的。在實際應用中，按涂料的P/B來進行內用、外用乳膠涂料的分類是可行的。通常外用型的P/B為(2.0～4.0)：1.0，較為適宜的是3.0：1.0。而內用乳膠涂料在(4.0～7.0)：1.0范圍內。如為有光乳膠涂料，P/B往往要小于1.0。
通過P/B可以大概推知涂料的某些性能。P/B高的配方，其性能不適于戶外使用，因為外墻涂料要求有良好的耐久性及耐候性，而較少的基料不能在大量顔、填料粒子周圍形成連續涂膜。運用P/B的概念，可以設計出各種類型乳膠涂料的配方。
PVC、CPVC在設計涂料配方時起什么作用？
在對具有不同組成的涂料進行對比試驗時，只用P/B就很難說明問題。通過對PVC的了解對試驗數據的解釋更為科學。因為涂料的許多物理性能與其組成變化有一非常明確的對應關系。C.P.V.C.值是色漆配方中的一個重要參數。當配方中的P.V.C.值低于C.P.V.C.值時，基料的數量除了潤濕顔料之外還可使顔料質點牢固地分散在基為中間，使涂膜的澤度高，難以生銹、透水透氣性低，有氣泡產生。
在低PVC配制涂料時，顔料粒子分散在基料聚合物的連續相里，形成所謂“海-島”結構。
在達到CPVC值時，涂膜中恰好有足夠的基料潤濕質點。但隨著顔料的增加，PVC超過某一極限值時，基料聚合物就不能將顔料粒子間的空隙完全充滿，這些未被填充的空隙就潛藏在涂膜中，因而涂膜的物性以該PVC的極限值為界限，開始急劇下降。所以，高性能或外用涂料配方的PVC一般不應超過CPVC，否則涂膜許多物性將受到不利影響。反之，一般性能或內用涂料配方的PVC可超過CPVC。外用涂料的PVC一般為30%～55%，內用涂料的PVC可更大些，一般為45%～70%。為了節省資源和降低成本，高PVC乳膠涂料的研究已成為發展建筑涂料的重要內容之一，故應引起對高PVC涂料的乳液產品的注意。
下面以設計一個內墻乳膠漆為例
1.首先確定待設計乳膠漆的性能要求
內墻用乳膠漆的使用環境對于乳膠漆的物理性能沒有特殊要求，但要能很容易地用水和清洗劑清洗污跡。對于施工性能，內墻乳膠漆的要求是要有良好的流平性，施工時不能出現涂刷接頭和太顯眼的刷痕。此外，我國目前乳膠漆的施工習慣，大多數是滾涂和刷涂相結合的方法。對于這種施工方法，乳膠漆的粘度(涂-4杯)應控制在45～55s的范圍內。
關于貯存性能，一般要求在貯存過程中應有良好的懸浮性，至少不應有結塊性沉淀，以方便施工和保證涂料性能。最后，還應注意乳膠漆在低溫施工時的成膜問題以及在貯存過程中的防霉變問題等。
2.選擇基料種類并確定其用量
涂料的配方有兩種基料可供選擇，一是選用聚醋酸乙烯乳膠漆，二是選用苯丙乳液材料易購，加之市場上比較流行，因而選用苯丙乳液配制，即設計的是苯丙乳膠漆的配方。
根據經驗知道，內用苯丙乳膠漆的苯丙乳液用量為25%時就能配制出性能很好的乳膠漆來;而從上面介紹的顔料-基料比也可以知道，內用乳膠漆的顔料-基料比范圍為3～7：1，這里選擇苯丙乳液的用量為25%。
3.確定顔(填)料種類及用量
以白色乳膠漆為例，在普通用途的內用乳膠漆中常用的顔(填)料有鈦白粉(內用乳膠漆可選用銳鈦型)、立德粉、碳酸鈣、滑石粉和硅灰石粉或重質碳酸鈣等5種。根據內用乳膠漆的顔料-基料比為3～7：1的范圍，這里選擇3.3：1。若苯丙乳膠漆的用量為25%，并假設，其在乳膠漆中的固體含量為12%，顔(填)料的總量為40%。
顯然，這樣大量的顔料用量，僅用鈦白粉和立德粉既使乳膠漆的市場價格難以承受，也是沒有必要的，因而采用顔料和填料搭配使用的方法。
根據經驗將上述5種顔(填)料搭配使用如下(%)：鈦白粉10;立德粉40;碳酸鈣15;滑石粉20;硅灰石粉15。按總量40%，折合成在乳膠漆中的用量(%)就是：鈦白粉4;立德粉16;碳酸鈣6;滑石粉8;硅灰石粉6。
4.確定助劑的種類及其用量
上面所確定的是乳膠漆的基本組分，為了滿足性能上的要求。
5.試配及檢驗
確定了初步設計配方以后，即可以按照一這的程序試配，并對所得到的乳膠漆進行最直觀的涂刷性能(流平性、流掛性等)和粘度等進行初步檢測。
6.配方調整
在性能的初步檢驗時可能會發現，乳膠漆的粘度很低，經短時間的貯存即有明顯的沉淀，而且漆膜看起來也可能顯得很粗糙，成本也可能偏高了。
7.進行綜合性檢測
本步驟主要地使用經過調整的(粘度、涂刷性能等已經滿意)配方，配制適當量的乳膠漆，進行全面的性能檢測，并根據檢測結果對配方再進行適當調整。
乳膠漆的生產過程
乳膠漆的生產一般有兩種方法，一種是色漿法，即把顔料、填料先調入已溶解有潤濕分散劑的配方水中，經過高速分散或研磨制得色漿。用氨水或其他PH值調節劑將乳液的PH值調至7～8后，根據工藝條件可以直接和助劑、色漿混合均勻后再和乳液混合均勻制成乳膠漆;另一種方法是直接法，即將顔料、填料分散于基料中，再和助劑等一起分散均勻再進行研磨。
前一種方法由于先制色漿，可以反復多次分散或研磨，制成品的細度較高，從而給漆料帶來一系列優異性能。無論是著色顔料還是體質顔料，在買來的時候，都是由數百個到數千個一次粒子凝聚起來的二次粒子組成的。在和乳液混合的時候，或是將顔料的二次粒子還原成一次粒子后再混合，或是將二次粒子直接加到乳液中去，據此，配制方法也有明顯的不同。前一種混合方法叫做研磨著色法或色漿法。后一種方法叫做干著色法。
色漿水是對顔料二次粒子施加大量的機械能，使其先在水中解聚、分散形成色漿，再與基料混合。與此相反，干著色法是將顔料二次粒子直接加入到基料中進行攪拌。因此，兩種配制方法所制造的涂料，其固體分和顔料的解聚、分散狀態明顯不同。
(1)色漿法
色漿法制造乳膠涂料的流程：首先，將顔料分散劑和濕潤劑、增稠劑水溶液、水及其他組成物用捏合機或攪拌漿機進行預混合，再用膠體磨或砂磨機將顔料二次粒子解聚、分散，調制成顔料漿。把顔料漿移到攪漿機中，然后，把預先(根據需要)加有增塑劑和成膜助劑的乳液加進去，進行混合。加水調節粘度，這樣就制得乳膠涂料。最后經過濾，裝罐即得成品。
(2)干著色法
干著色法是將乳液、顔料和添加劑在攪漿機或捏合機中混合制得涂料的。用干著色法制備涂料比色漿法工藝簡單，而且可以制得高濃度涂料，其缺點是顔料分散狀態不能達到要求的標準。此外，由于用作基料的乳液要經受比較苛刻的條件，所以對顔料混合穩定性的要求很高。干著色法出現的這些問題完全是因為顔料粒子形成了二次粒子所造成的。也就是說，當把二次粒子加到乳液中時，多孔的二次粒子就很快將水吸入孔中，乳液粒子因二次粒子表面的過濾作用局部被 濃縮，形成濕潤膜。如果對膜施加外力，二次粒子將會解聚，但如果濕潤膜太堅韌，就很難解聚了。
乳液聚合物的硬度對涂膜性能有什么影響？
一般來說，聚合物乳液是共聚體，以能形成剛性聚合物的單體(硬單體)和形成柔韌聚合物的單體(軟單體)搭配在一起共聚而得。
乳膠涂料中使用的典型硬、軟單體有：硬單體 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等;軟單體 丙烯酸高級烷基酯、順丁烯二酸和反丁烯二酸的高級烷基酯、高級乙烯基酯、乙烯、丁二烯等。
性乳液聚合物對于成膜性、初期光澤和伸長性等涂膜性能有利，但單體的選擇、考慮的方面很多，例如粘結力、顔料結合力、保色性和耐候性等不僅僅是由硬度一個方面支配，故單體的選擇必須綜合考慮。硬性乳液聚合物對涂膜的耐污染性、耐劃傷性和保光性有利，但涂膜的耐洗刷性和經濟性也是選擇單體時要同時考慮的。要選擇適當硬度的乳液聚合物來保證最終涂膜的耐堿、耐水及各種性能。
如何提高乳膠涂料的遮蓋力？
乳膠涂料遮蓋力的好壞與所用顔料遮蓋力強弱有直接關系。涂料的遮蓋力不足，說明使用遮蓋力較強的顔料不夠，造成填料耗用過多，這是由于涂料廠為了降低成本，大量采用各種填料來代替遮蓋力較好的顔料造成的。另外，涂料的粘度過稀、攪拌不均勻、施涂不均勻等都會造成遮蓋力不足。當底涂與面涂的顔色相差過大時，即使使用一般遮蓋力的涂料，也會顯得遮蓋力不足。為了提高涂料的遮蓋力，應選用遮蓋力強的顔料，如鈦白、立德粉等。填料的加入量要適當，在保證質量的前提下再考慮降低成本。另外，在涂料施涂前和施涂過程中應充分攪拌均勻，并注意調節好涂料的施工粘度。
施工時要仔細認真，不應出現漏刷。掌握好這幾點，都有助于遮蓋力的提高。在基材顔色與面涂顔色相差過大時，為保證良好的遮蓋力，可薄薄地多涂刷一道涂料。
造成乳膠涂膜起皮、剝落的原因是什么？
(1)乳膠涂料本身成膜有好，即乳液未成連續透明膜而造成龜裂，遇水即會脫落。
(2)涂料組分中顔、填料的含量過高，樹脂含量過低，造成涂膜附著力差。
(3)基層疏松，有浮塵、油污等不潔物，涂膜與基層粘附不好。
(4)基層找平時所用膩子粘結強度低，膩子層未干燥即施涂涂料。
(5)基材過于平滑，易造成涂膜附著力不好。
如何防止乳膠涂膜起皮、脫落？
(1)施工溫度應在10℃以上，成膜助劑選用要得當，加量適宜，以保證乳液形成連續涂膜。
(2)根據不同使用場合及要求，選擇合適的顔-基比。不能為降低成本而過多增加顔、填料用量。
(3)基層應處理好，將疏松層鏟掉，將浮塵、油污清理干。
(4)根據內、外墻的不同要求，選擇粘結強度好的膩子層不可過厚(以找平墻體為準)，一定要等膩子干燥后再施涂涂料。
(5)過于光滑的基材應用界面劑處理，以增強涂料的附著力，減少脫落。
乳膠涂料及涂膜產生病態的原因是什么？
乳膠涂料及其涂膜產生的病態，可在涂料施工前產生，也可在施工期間或施工后出現。因此產生病態的因素很多，主要有以下幾方面。
(1)乳膠涂料本身的質量：乳膠涂料所用基料及其性質、基料與顔、填料的比例(PVC或P/B的確定)、顔、填料的細度及在基料中的分散狀況、助劑的選擇及用量是否合適等。
(2)施工基層狀況：基層材質、表面粗糙程度、墻體濕度、PH值、養護期及基材處理是否得當、所用膩子質量等。
(3)涂裝工藝：涂層厚度、施工程序、是否有底涂與面涂相配套、每道涂料之間的間隔長短等。
(4)施工操作：在施工前涂料是否攪拌均勻，是否任意兌水稀釋，施工機具質量或運轉情況，操作人員的施工技術是否熟練等。
(5)施工環境：施工時的氣候條件，如溫度、濕度、是否刮風下雨等。了解涂料及涂膜產生病態的因素，有助于有的放矢地采取預防措施。
乳膠涂料為什么會產生流掛？如何克服？
(1)涂料本身粘度過低，或兌水過多。
(2)涂料施涂過厚，流掛或流淌與涂膜厚度成正比例關系。
(3)在涂料中，含有較多的密度大的顔、填料。
(4)施工環境的濕度過大或溫度過低。
(5)噴涂距離過近或涂料施工前未攪拌均勻。
為避免施工中流掛、流淌現象的發生，可采取以下預防措施。
(1)使涂料粘度適中，達到施工粘度，一般應在25秒(涂-4杯)以上。
(2)控制施涂厚度，一般控制在膜厚(20～25)um為宜(指干膜)。
(3)在設計乳膠涂料配方時，不要過多地使用密度較大的顔、填料。
(4)施工環境的溫度應保持在10℃以上，濕度應小于85%。
(5)在施工前應將涂料攪拌均勻，不斷提高施工操作人員的技術水平，保證施涂質量。
為什么外墻乳膠涂料常出現變色或褪色現象？有什么預防措施？
外墻乳膠涂料由于其涂膜長年曝露于自然環境中，經受風吹、雨淋、日曬，時間久了外觀會發生變經，最常見的便是涂膜的變色和褪色問題。但各建筑物變色、褪色的程度及方式不同。一般來講，如果建筑物整體表面均勻一致地變色或褪色，即使程度較為嚴重，也比局部變色或褪色易于被人們所接受。
涂膜的變色和褪色通常是與基料和顔料有關。某些有機顔料耐光性能差，不耐堿，在受日光、化學藥品、大氣污染等作用下，顔料會質變。有些顔料的粉化現象也造成涂膜的褪色，如銳鈦型二氧化鈦粉化現象較明顯?；系狞S變傾向及耐候性差也會引起變色及褪色。因此在設計外墻乳膠涂料的配方時，一定要選擇耐候性好的基料和顔料，如純丙乳液、苯丙乳液及金紅石型鈦白、氧化鐵系、酞菁系顔料。這對避免或減少涂膜的變色和褪色是十分重要的。這也是內、外墻乳膠涂料所用基料及顔料不同的原因所在。
涂料的涂膜發花、色不均勻是什么原因造成的？
造成乳膠涂料涂膜發花、色不均勻的原因很多，既有涂料本身的原因，也有施工及基材表面等因素的影響。涂膜發花、顔色不均勻是建筑涂料施工中最常出現也最令人頭疼的問題，只有了解并找到產生問題的原因才能對癥下藥，有針對性地采取措施。
(1)涂料本身有浮色。涂料最終顯現的顔色是由多種顔料調合出來的。每種顔料的密度不同，有時差異較大，造成密度小的顔料顆粒飄浮于上面，密度大的顔料顆粒在下部發生聚集，致使顔色分離。經過充分攪拌，涂刷干燥后，涂層仍易產生色澤上的差異。
(2)涂料中顔料分散不好，或兩種以上的顔料相互混合不均勻，也是造成顔色發花的重要原因之一。顔料分散不好或密度相差過大，在刷涂或輥涂施工時，在刷、輥方向上產生條紋狀色差，即有浮色產生。另外在涂膜干燥后，由于顔料顆粒飄浮而使其分布不均勻產生浮斑。
(3)在施工中，由于涂刷不均勻，厚薄不均勻，施工技術不熟練等都會造成顔色深淺不一。
(4)基層表面粗糙度不同，對所施涂料吸收不均勻，基層堿性過大，也易造成色澤不均勻。腳手架遮擋部位在重新噴或刷涂涂料時，涂布量及涂料色調可能與大面積的不同，也會造成色澤不均。
如何克服涂膜發花和色調不均勻現象？
為了克服涂膜發花、色調不均勻現象可采取如下預防措施。
(1)選用適宜的顔料分散劑，最好將有機、無機分散劑匹配使用，使顔料處于良好的穩定分散狀態。
(2)適當提高乳膠涂料的粘度。如果粘度過低，浮色現象嚴重;粘度偏高時，即使密度相差較大的顔料也會減少分層的傾向。
(3)施工前應充分攪拌涂料，使之均勻，沒有浮色或沉淀。施工時，不要任意兌水稀釋。
(4)施工時應力求均勻，嚴格按照操作規程時行。涂膜不宜過厚，涂膜越厚，越易出現浮色發花現象。
(5)基層含水率﹤10%，PH值﹤10。為使基層吸收涂料均勻，最好施涂封閉底漆。對于外墻乳膠涂料的施工，這點很重要。
(6)被腳手架遮擋的部位在重新噴涂或刷涂時，要認真操作，涂布量不要少于規定的數量且盡量且盡量使用同一批涂料，以確保整體飾面顔色的一致。
外墻乳膠涂膜為什么有時會出現裂紋？
乳膠涂料的基料采用的是不同類型的乳液，每一種乳液都有相應的最低成膜溫度。如果為了搶工期，在較低的氣溫下施涂乳膠涂料，達不到乳液的成膜溫度，乳液不能形成連續的涂膜，導致外墻乳膠涂料出現裂紋?；鶎犹幚聿划?，如水泥墻面的開裂，也會造成涂膜開裂。當底涂或第一道涂層施涂過厚而又未完全干燥時即施涂面層或第二道涂料，由于內外干燥速度不同，造成涂膜開裂。為避免此種現象的發生，首先應避免在低于10℃的氣候條件下施工。如果施工溫度偏低，應提高乳液成膜助劑的用量，而不能沿用一般的助劑加量。另外，要將基層處理好，最好不使用水泥膩子。涂層厚度應符合工藝操作要求，底涂層或第一道涂料必須完全干燥后方可施涂面層。
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