颜填料对乳胶漆遮盖力的影响

王微胜+陈炳耀+毛秋燕

摘 要：乳胶漆是一类以水为分散体系，以合成树脂为基料，加入颜料、填料，辅以各种助剂制备而成的涂料。遮盖力作为衡量乳胶漆好坏的的重要指标之一，在设计配方与实际生产中都是关注的重点。表现在：相同重量的产品在同种施工条件下，遮盖力越好，可刷涂的面积就越多。本论文将从颜填料的晶型、折射率、粒径等方面阐述颜填料对乳胶漆遮盖力的影响，并给出改善其遮盖力的方法。

关键词：乳胶漆；遮盖力；改善方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.002

0 前言

遮盖力也被称为不透明度，是颜料对光线产生散射和吸收的结果。遮盖力的表示方法是指每平方厘米被涂物的表面积，在达到完全遮盖时，需用涂料的最低量，计算公式为：遮盖力=。在日常的实验中，我们通过使用黑白板等方法进行测试。通常，涂料的遮盖力由涂料折光率与涂料周围物质折光率之差决定，其差值越大，遮盖力越强。

1 实验部分

1.1 乳胶漆的组成与制备

乳胶漆主要由以下物质组成：水、纤维素、分散剂、润湿剂、消泡剂、防冻剂、成膜助剂、颜填料、增稠剂、乳液、杀菌剂、防霉剂、防沉剂、PH调节剂等。本实验制备乳胶漆的配方如下（质量/g）：

配方：水280；防冻剂20；增稠剂4-6；纤维素5；消泡剂1；杀菌剂1.5；防腐剂1.5；钛白粉75；重钙250；轻钙100；高岭土100；苯丙乳液125；成膜助剂7；pH调节剂0.2-0.5；消泡剂1-2；分散剂2；水25。

1.2 乳膠漆生产具体工艺流程

（1）将水、纤维素、分散剂、润湿剂、流平剂、防腐防霉剂、成膜助剂、消泡剂、等助剂在低速搅拌下混合；

（2）加入颜填料（固体粉料）、防沉剂后进行高速分散，直到粉料细度合格（通常在50?m左右）；

（3）在细度合格的条件下，缓慢地加入乳液，低速搅拌。搅拌加入时，注意不要打出气泡，待乳液与粉料混合均匀后，进行下一步操作；

（4）用增稠剂调整涂料的粘稠度，用pH调节剂调节乳胶漆的pH，待检测合格后，制得初涂料，检测相关性能，得乳胶漆成品，装罐备用。或者根据不同钛白含量，用各种水性色浆调配涂料的颜色及其深浅度，制备多色彩的涂料。

2 实验内容

2.1 晶型对遮盖力的影响

钛白粉是应用最为广泛的白色颜料，也是提供遮盖力的最主要成分。钛白粉的分子是为TiO2，主要有三种晶型，分别为：锐钛型、金红石型和板钛型，晶型的不同导致遮盖力也不尽相同。由于板钛型钛白粉无工业价值，基于此，本组实验将对另外两种钛白粉进行对比实验，具体结果见表1：

由表1可知：金红石型比锐钛型所提供的遮盖力要强。

2.2 折射率对遮盖力的影响

遮盖力的光学本质是颜料与其周围存在介质折射率之差造成的。差值的大小也会影响遮盖力的大小，部分物质的折射率见表2：

由表2可知：由于周围的介质是一致的，所以介质折射率相同，因此，与周围介质的折射率之差取决于自身折射率的大小，金红石型的折射率比锐钛型钛白粉的折射率大，得出金红石型钛白粉遮盖力更好，由实验1也验证了该结论，而二氧化硅自身折射率低，所以遮盖力差。因此得出结论：颜料自身折射率越大，遮盖效果越好。

2.3 颜料粒径对遮盖力的影响

一般来说，颜料的粒径太大和太小其遮盖力都不高。本组实验选用不同粒径规格的钛白粉，探究其对遮盖力的影响，实验结果见表3：

由上表可知：钛白粉的平均粒径为0.2μm时最好，因此在配方设计中，我们应尽量提高粒径为0.2μm的粒子含量。白色颜料的遮盖力主要依靠光的漫散射。理论上讲，产品能更强烈反射蓝光和绿光，使钛白颜料显得更白，同时提高了遮盖力。实际生产的颜料总是存在一定宽度的粒径分布，平均粒径相近时，粒径分布越窄，颜料粒子越容易分散。

2.4 体质颜料粒径对遮盖力的影响

金红石型钛白粉虽具有最高的散射力，但价格也很高，如果其颗粒产生附聚，就会影响其遮盖能力的发挥。体质颜料，如碳酸钙、滑石粉和高岭土等，其折射率基本与乳液聚合物相同，但较细的体质颜料，通过调节钛白粉在涂膜中空间位置，使钛白粉不团聚，达到最大的光散射能力，从而得到最高的遮盖力。而粗的体质颜料，由于造成钛白粉在其粒隙中聚集，从而降低了钛白粉的遮盖效果，人们把这种细填料的这种作用叫做位隔作用，把这种细填料叫做位隔填料、钛白粉位隔剂、或钛白粉稀释剂。在体系中加入不同粒径的体质颜料确定最佳粒径，结果见表4：

由表4可知：体质颜料粒径为钛白粉（0.2μm）粒径的四倍（0.8μm）时，钛白粉能得到最有效的光散射，即最好遮盖力。

3 改进措施及总结

针对以上的实验结果，我们提出以下改进措施：

遮盖力产生于颜料与介质的折射率差，差值越大，遮盖力越好。金红石型钛白粉折射率最高，因此提高遮盖力最简单粗暴的办法就是提高钛白粉的量，但金红石型钛白粉太贵，因此我们在保证遮盖力的前提下，还可以通过加入各种加工、改性的填料来实现。

选用0.2μm的钛白粉，粒径为0.8μm的位隔填料。

降低周围介质的折射率，这样折射率差值就变大，乳胶漆的遮盖力就可以提高。在涂膜中。引进气孔就能降低介质的折射率，引进气孔越多，含气孔的介质折射率越低，这样就能达到我们所想要的目的。

参考文献：

[1]李学燕，胡文阁，李政，姬金花.环保型内墙乳胶漆配方设计[J].涂料工业，2004（02）：51-55+63.

[2]曾成华，蒋贤君，谢美娟.钛白粉遮盖力影响因素分析[J].矿物岩石，2014，34（02）：18-21.

[3]杜国华，龚家竹，韩小刚.金红石型二氧化钛在涂料中遮盖力的影响因素[J].涂料工业，2005（01）：15-19+62.

[4]陈亦可.高岭土在水性涂料中的遮盖力研究及应用[J].化工进展，1996（04）：58-60+64.

作者简介：王微胜，男，建筑涂料研究所实验员，从事产品研发相关工作。endprint