中国涂料在线www.coatingol.com高PVC乳胶涂料配方设计张朝平(广东鸿昌化工有限公司，佛山528329)摘要：探讨了高颜料体积浓度(PVC)乳胶涂料中原材料的选择方法，分析了各组分对产品性能的影响,总结了提高产品配方临界颜料体积浓度(LCPVC)的途径。关键词：乳胶涂料;LCPVC;PVC;乳液;颜填料1前言高PVC乳胶涂料因其低廉的价格已成为市场上颇受欢迎的内墙涂料品种之一，据统计，可占市场份额的60%～70%。原材料价格上涨，造成了产品成本不断攀升，使生产企业的利润空间缩小，所以降低乳胶涂料配方的材料成本、提高其市场竞争力是摆在每个涂料配方工程师面前不可回避的问题。提高产品配方的PVC，减少价格不断上升的乳液用量是降低成本的有效途径。但降低成本不能以降低产品性能为代价，本文对高PVC乳胶涂料中各组分对产品性能的影响进行探讨，总结了高PVC乳胶涂料的配方设计方案。众所周知，颜料体积浓度（PVC）和临界颜料体积浓度（LCPVC）是乳胶涂料配方设计中两个重要的概念，可以说是配方设计的基础。配方体系的临界颜料体积浓度（LCPVC）是PVC的临界点，在这点的两侧涂膜性能会发生显著变化。现在市场上的高PVC体系乳胶涂料，配方的PVC通常都高于LCPVC。当PVC高于LCPVC越多，对降低产品的成本方面就越有利，但涂膜性能如耐擦洗性、耐水性、耐碱性等都会下降。这样就产生一个新的概念：就是对比颜料体积浓度，即PVC对LCPVC之比，是配方的关键参数。PVC和LCPVC两者之间差距越小，涂膜的性能越好，所以使LCPVC最大化是理想的。乳胶涂料的LCPVC的影响因素众多：乳液、颜填料的种类、粒径分布、助剂等均有影响。2涂料配方的基本构成和涂料性能2.1配方的基本构成(见表1)表1涂料配方基本构成中国涂料在线www.coatingol.com2.2性能检测产品性能检测按照GB/T9756-2001的标准及GB/T18581的标准，其结果见表2。表2涂料技术指标3主要原材料的选择及使用3.1乳液的选择3.1.1不同类型乳液的对比乳液的正确选择和合理搭配对产品质量和性能，特别是耐洗擦性和遮盖力及涂层的耐水、耐碱性都有极其重要的影响。不同品种乳液的颜料承载能力和价格都不相同，常用内用乳液的性能和价格见表3。中国涂料在线www.coatingol.com表3内用乳液性能和价格综合考虑，以苯丙乳液性价比为最佳，所以选择苯丙乳液作为成膜物质。3.1.2乳液特性对乳胶涂料LCPVC的影响由于各厂家乳液合成工艺及配方不尽相同，乳液的物理特性如粒径的大小、玻璃化温度的高低也有所不同，乳液性能直接影响到产品的临界颜料体积浓度，乳液特性与LCPVC的关系见图1、图2。从图1、图2可见，具有较小的乳胶粒子和相对较低的玻璃化温度的乳液，在选择乳液时可以使产品配方具有较高的LCPVC。因为当乳液粒子较小时，它在干燥成膜过程中容易运动，具有较好的渗透能力，可以更好地渗透到颜料粒子之间，同时乳胶粒子可以靠的更紧密，更接近连续介质，所以形成的涂膜更致密，具有更高的临界颜料体积浓度。较低的玻璃化温度可以使乳胶粒子的弹性形变能力更强，有利于形成致密的涂膜，提高配方的临界颜料体积浓度。所以比较乳液的颜料承载能力时先了解其这两个主要特征值作为参考，以减少试验的盲目性；同时综合其它因素，通过实验确定合适的乳液。3.2颜填料的选择在高PVC的乳胶涂料配方体系中颜填料的比例较大，所以它们的搭配组合非常重要，不仅对涂膜的性能作用中国涂料在线www.coatingol.com非常大，而且对产品的材料成本影响也很明显，如果搭配的科学合理就有可能制造出质优价廉的产品。常用的颜填料性能及价格见表4。表4颜填料性能及价格由于受到产品成本的制约，所以在高PVC乳胶涂料配方体系中不可能使用大量的钛白粉，虽然性能优异但价格非常昂贵。在高PVC底衬颜色乳胶涂料其配方的PVC一般高于LCPVC，所以当涂膜干燥后由于空气遮盖力的作用，其干燥遮盖力会明显高于湿膜的遮盖力。在高PVC体系中遮盖力的对比也是以干遮盖力为主。所以在选择颜填料组合时应以能提高干遮盖力的颜料为主，由于轻质碳酸钙、高岭土的吸水性强，所以其干燥后由于水的挥发会留下许多气室，这样可以显著增加涂膜的干遮盖力，但是由于其吸油量大由前所述，使用大量轻质碳酸钙和高岭土会使配方体系的LCPVC降低，不利于涂膜性能的提高，所以选择组合颜填料体系时，要综合考虑产品的对比率同耐洗擦等性能的平衡来确定合适的用量。一般高岭土用量为3%～6%，轻质碳