伍文君 *，熊喜竹，Christine Fortener ，Medhi Bouzid ，Mike Kaufman ，劉麗莉

（1.阿科瑪涂料，美國 卡羅來納州；2.常熟高泰助劑有限公司，江蘇 常熟 215522；3.高泰助劑，美國）

每一次鈦白粉短缺和價(jià)格上漲都推動(dòng)涂料制造商積極尋找其替代品或者能幫助降低鈦白粉用量的其他技術(shù)。為此，阿科瑪最近推出了兩類能提高鈦白粉遮蓋效率的技術(shù)──阿科瑪涂料樹脂的 CelocorTM不透明聚合物和高泰助劑的助分散劑技術(shù) Bumper TechnologyTM。這兩種技術(shù)基于不同的原理，CelocorTM是一種中空的遮蓋聚合物乳膠顆粒，它能均勻分散在涂層里，因高分子球殼與空氣折射率不同而提供遮蓋力。Bumper TechnologyTM分散劑(包括Coadis BR85和 XP1966)則結(jié)合了離子型與位阻型分散劑的特點(diǎn)，既可以作為唯一的分散劑在涂料中取代傳統(tǒng)的分散劑，也可以通過與主流的離子分散劑復(fù)配，進(jìn)一步增加TiO2的分散和穩(wěn)定，從而減少鈦白粉用量，降低配方成本。本文主要介紹這兩種新技術(shù)，并通過實(shí)例示范說明如何利用這兩種技術(shù)的組合來顯著降低涂料配方中所需鈦白粉的用量。

1 遮光原理和分散劑的作用

1. 1 遮光原理

遮蓋力或不透明度是涂膜遮蓋底材表面顏色的能力[1]，是顏料對(duì)光線產(chǎn)生吸收、散射和反射的結(jié)果[2]。深色涂料的遮蓋力來自深色或黑色顏料對(duì)光的吸收，白色涂料的遮蓋力則源于鈦白粉顆粒的光散射。

在各種顏料中，鈦白粉(TiO2)的折射率最高，具有遮蓋力高、消色力強(qiáng)、明度值大等一系列優(yōu)點(diǎn)[3]，是油漆和涂料展示白色和提供遮蓋力的關(guān)鍵組分。由于突出的光散射特性、化學(xué)穩(wěn)定性及無毒性，金紅石型鈦白粉一直被公認(rèn)為最優(yōu)質(zhì)也是使用最普遍的白色顏料[4]。鈦白粉的短缺和價(jià)格上漲促使涂料制造商積極尋找其替代品，或者能幫助降低鈦白粉用量的其他技術(shù)。由于鈦白粉是建筑涂料原材料成本的最大組成部分，因此，這種沖擊力和推動(dòng)力對(duì)于建筑涂料行業(yè)尤其顯著。

1. 2 分散劑的作用

除了與周圍介質(zhì)折射率的差值外[5]，二氧化鈦在涂層中散射光的能力還取決于其粒徑的大小以及顆粒彼此間的距離。分散劑不僅可以幫助其濕潤、使分散容易，還可以使分散的遮光顏料穩(wěn)定。因而分散劑的選擇至關(guān)重要。在乳膠漆的生產(chǎn)過程中，顏料和填料的聚集體和富集體在機(jī)械力的作用下解聚成原始顆粒狀態(tài)，但粉碎好的固體粉末分散在水相中后，往往會(huì)聚結(jié)而下沉，分散劑的主要功能便是環(huán)繞、屏蔽分散后的顏料顆粒，利用粒子之間的相斥力使其穩(wěn)定地懸浮在液體中，并阻止顏料在漆膜干燥過程中富集。二氧化鈦的光學(xué)效率與其分散程度有著直接的關(guān)系：顏料分散越好，光散射越強(qiáng)，遮蓋力越好。

分散劑對(duì)乳膠漆生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用具有十分重要的意義。分散劑利用相斥力阻止顏料顆粒之間的隨機(jī)接觸，從而防止絮凝及分層。靜電排斥和空間位阻是水性配方中穩(wěn)定顏料顆粒的兩個(gè)重要機(jī)制，離子型(ionic dispersants)和空間位阻型(steric dispersants)分散劑分別通過離子斥力和空間位阻來穩(wěn)定分散體系。

為了降低光催化活性并優(yōu)化分散性，TiO2晶體一般都經(jīng)過金屬氧化物的表面改性[6]，而大多無機(jī)氧化物在水相中受pH的影響而帶有表面電荷；因此，分散體的穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)的pH。顏料、填料都有一個(gè)粒子表面電位為零的pH，這個(gè)pH被稱為等電點(diǎn)。在等電點(diǎn)附近，電荷斥力小，分散體系的穩(wěn)定性差。聚丙烯酸鹽以及丙烯酸鹽共聚物是水性涂料中最常用的離子分散劑，因?yàn)槠渚酆衔镦溕系谋┧岷扛?，這類分散劑在無機(jī)顏料表面有良好的吸附力，并因聚丙烯酸鹽在水中離解而對(duì)顏料形成雙電層保護(hù)。因此，吸附在顆粒表面的離子分散劑能改變氧化物的等電點(diǎn)，加強(qiáng)表面的靜電斥力，增加顏料的穩(wěn)定性。

兩個(gè)帶相似電荷的粒子之間的排斥勢(shì)能(VR)可以用式(1)估算：

式中，C為常數(shù)；ε 為介電常數(shù)；d為粒子直徑，μm；ζ為Zeta電位，mV；s為兩個(gè)帶電粒子之間的距離，?；δ為雙電層的厚度，?；k為波爾茲曼常數(shù)，J/K；T為熱力學(xué)溫標(biāo)，K。

根據(jù)式(1)，在固定的間隔距離時(shí)，由Zeta位能表征的粒子電荷對(duì)排斥力的影響最大，較厚的雙電層(δ值大)也有利于分散系統(tǒng)的穩(wěn)定。

對(duì)已經(jīng)被離子分散劑分開的顏料顆粒，位阻分散劑可進(jìn)一步增加空間障礙的厚度，維持遮光顏料的空間距離及最佳間距，直到漆膜干燥。位阻分散劑的組成通常包括水溶性聚合物主鏈和與顏料表面有強(qiáng)作用力的結(jié)合基團(tuán)，非離子型分散劑因此能吸附在顏料顆粒周圍，形成一層聚合物外殼，當(dāng)顏料顆?；ハ嗫拷?，聚合物擴(kuò)散層開始重疊而導(dǎo)致空間位阻。鈦白粉顆粒不止在液相中的分散需要優(yōu)化，在涂膜中也需一定的穩(wěn)定性，以防止富集而影響遮蓋力。在涂膜干燥過程中，顆粒之間距離變近，位阻分散劑能更有效地保持顆粒的空間間距。

1. 3 空氣孔隙對(duì)遮光的影響

在干燥涂層中的空氣孔隙也可以成為光散射中心[7]，如果尺寸合適，涂層中的氣孔能提供額外的遮蓋力，因此，可以降低鈦白粉的用量。將空氣孔隙引入到涂料中的方法有兩種：(1)配制高于臨界顏料體積濃度(CPVC)的涂料[8]；(2)使用中空球體不透明聚合物[9]。兩者都可達(dá)成良好的干膜光學(xué)性能并減少鈦白粉用量的功效。但是前者的局限性有目共睹：在干燥涂層里的氣孔雖然有利于光散射，但同時(shí)也增加了孔隙度，削弱了涂層結(jié)構(gòu)的完整性[8]，使一些重要的涂層性能如耐擦洗性、耐沾污和耐久性等受影響。相對(duì)而言，不透明聚合物的使用較為簡單直接，對(duì)涂料的性能影響較小，因而受到廣泛重視。

1. 4 相對(duì)著色強(qiáng)度

色彩豐富是乳膠漆的一大特點(diǎn)。據(jù)估計(jì)，有色乳膠漆占 80%以上。相對(duì)著色強(qiáng)度測(cè)試指定量色漿的加入對(duì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)白色漆的吸收特性的改變，是色漿改變涂料顏色的有效程度的度量[10]。著色強(qiáng)度具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，它決定了為實(shí)現(xiàn)期望的顏色深度而在配方中添加鈦白粉和色漿的用量。因此，色漿的選擇和配色的準(zhǔn)確控制成為乳膠漆生產(chǎn)直至零售的重要環(huán)節(jié)。

在測(cè)試中，相對(duì)著色強(qiáng)度比較的是使用相同的樹脂及單色顏料的測(cè)試漆與參考漆之間的色差，理想的情形是測(cè)試漆與參考漆的顏色一致。涂料制造商一般會(huì)將相對(duì)著色強(qiáng)度列為質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目，并控制每批生產(chǎn)的涂料的差異在2%以內(nèi)。相對(duì)著色強(qiáng)度和遮蓋力一樣，是表征白色顏料光散射效率的光學(xué)性能之一。

有色涂料的光澤或明度通常用Y%來表示。顏色越白，Y%值越高。測(cè)試漆顏色越淺，表明白色基礎(chǔ)漆可使用更少的二氧化鈦來維持與參考漆相同的干/濕遮蓋力和亮度。因此，基礎(chǔ)漆配方如果可以重新調(diào)整，白色漆以及調(diào)色后的有色漆的成本都會(huì)因昂貴的鈦白粉用量的減少而降低。

2 CelocorTM遮蓋聚合物和新型分散劑

2. 1 CelocorTM遮蓋聚合物

遮蓋聚合物是在涂料中摻入空氣空隙最常用的一項(xiàng)技術(shù)[9]。遮蓋或不透明聚合物，也稱有機(jī)塑料顏料，是一種不成膜的中空乳膠顆粒。在涂料干燥過程中，遮蓋聚合物顆粒中心的水往外擴(kuò)散，中空部分被空氣填充，形成封裝著空氣的空心球。這些均勻分散在涂層里的中空遮蓋聚合物顆粒因高分子球殼與空氣折射率不同而提供一定的遮蓋力，同時(shí)也對(duì)鈦白粉起到很好的空間位阻作用，從而增強(qiáng)鈦白顆粒的光散射效率。不透明聚合物因而可部分取代鈦白粉并保持相同的遮蓋力。

當(dāng)TiO2含量增加，涂層的平均折射率上升，遮蓋聚合物的光散射效率隨著夾帶的空氣與周圍環(huán)境折射率的差值加大而增強(qiáng)。因此，遮蓋聚合物在二氧化鈦含量較高的涂料中具有更高的光散射效率，能更大幅度地降低TiO2用量。因?yàn)檫@一原因，遮蓋聚合物使用于比較高檔的涂料配方中(顏料體積濃度較低，固含量較高)，效果更為顯著。

圖1是阿科瑪涂料部推出的CelocorTM遮蓋聚合物的透射電鏡圖象。由圖可見，大小均一的遮蓋聚合物乳膠顆粒的中心充滿空氣，外層是苯乙烯-丙烯酸酯聚合物形成的球殼。與具有類似功能的其他廠家的不透明聚合物相比，CelocorTM可提供更加均衡的性能，包括著色力、光澤度、耐打磨和耐洗刷性。

圖1 CelocorTM乳膠粒的透射電鏡圖Figure 1 Transmission electron microscopic image of CelocorTM latex particles

2. 2 分散劑復(fù)配和Bumper TechnologyTM的作用

由于水性漆對(duì)顏料的濕潤、分散和穩(wěn)定的要求較高，因此，離子型和位阻型兩種分散劑經(jīng)常在配方中同時(shí)使用。聚丙烯酸鹽離子型分散劑通過靜電排斥使鈦白粉顆粒在配方中保持遠(yuǎn)距離作用而穩(wěn)定存在，有效地防止絮凝和分層，但在涂膜干燥過程中，靜電斥力不足以抗衡因距離縮短而增加的引力，導(dǎo)致鈦白粉顆粒的附聚而影響漆膜的遮蓋力。而位阻分散劑能維持遮光顏料的空間位置及最佳間距，直到漆膜干燥。所以選擇合適的分散劑復(fù)配，可以進(jìn)一步優(yōu)化鈦白粉的干/濕遮蓋力。

空間位阻作用的幅度依賴于吸附分子的化學(xué)性質(zhì)和構(gòu)型以及在表面的覆蓋度和吸附層的厚度。阿科瑪高泰助劑部門最近推出了一種新型的分散劑技術(shù)平臺(tái)──Bumper TechnologyTM，這項(xiàng)專利保護(hù)的添加劑技術(shù)由聚丙烯酸鹽主鏈和聚環(huán)氧乙烷(PEG)支鏈組成，其結(jié)構(gòu)式如下：

主鏈保證整個(gè)聚合物添加劑的水溶性，而真正起到空間位阻作用的是PEG支鏈。這類助分散劑與離子型分散劑復(fù)配可以優(yōu)化分散，防止絮凝。在涂層開始干燥過程中，隨著水的蒸發(fā)，滲透壓變高，PEG支鏈強(qiáng)制聚合物沉淀在顏填料顆粒上，在聚丙烯酸鹽靜電層的外面再形成一層堅(jiān)硬的聚合物，更有效地防止鈦白粉顆粒的附聚，如圖2所示。

圖2 Bumper TechnologyTM和聚丙烯酸鹽復(fù)配穩(wěn)定機(jī)制示意圖Figure 2 Schematic diagram of stability mechanism of Bumper TechnologyTM blended with polyacrylate

金紅石型鈦白粉的最佳散射粒徑在200 ～ 400 nm范圍，在漆膜干燥末期避免附聚的理想間距介于10 ～40 nm之間。針對(duì)這一有效間距范圍，高泰推出了Bumper TechnologyTM系列的第一個(gè)商業(yè)產(chǎn)品──Coadis BR 85。這一助劑具有離子型和位阻型分散劑的雙重功能，它在鈦白粉顆粒表面形成直徑為5 ～ 20 nm 的“硬球”。Bumper TechnologyTM的沉降速度以及最終的間隔距離可通過 PEG支鏈的長度和聚合物主鏈的分子量來調(diào)控，因此，這是一項(xiàng)非常靈活的技術(shù)，可根據(jù)不同條件下鈦白粉顆粒所需的特定間距而設(shè)計(jì)。

3 涂料光學(xué)性能測(cè)試方法

3. 1 干遮蓋力

干遮蓋力也稱對(duì)比率。在Leneta 3B圖片上將白色測(cè)試漆制備成3 mil(1 mil ≈ 25.40 μm)厚度的均勻涂膜，在25 °C和50% 相對(duì)濕度的恒溫恒濕條件下干燥24 h后，用比色計(jì)在圖片的白色和黑色部分測(cè)量Y──反射率。對(duì)比率就是黑色部分與白色部分Y值的比。對(duì)比率越高，遮蓋力越強(qiáng)。

3. 2 濕遮蓋力

顧名思義，濕遮蓋力就是濕膜的對(duì)比率。在涂布的濕膜上立刻放置一帶孔的有機(jī)玻璃罩，這一有機(jī)玻璃罩的特殊設(shè)計(jì)讓它和漆膜之間有一定間隔，同時(shí)也防止比色計(jì)與濕漆膜的接觸。用分光光度計(jì)透過圓孔迅速在圖片的白色和黑色部分測(cè)量Y值。濕遮蓋力的計(jì)算與干遮蓋力相同。

3. 3 相對(duì)著色強(qiáng)度

相對(duì)著色強(qiáng)度的評(píng)估參照ASTM D4838-88(2010)Standard Test Method for Determining the Relative Tinting Strength of Chromatic Paints方法，將5.0 g酞菁藍(lán)分別加入250.0 g測(cè)試漆和參考漆中，然后在搖擺機(jī)上混合5 min。在Leneta 3B圖片上制備6 mil厚的涂膜，在25 °C和50%相對(duì)濕度的恒溫恒濕條件下干燥24 h。根據(jù) XYZ顏色系統(tǒng)測(cè)得 Y%明度值(測(cè)試漆的反射率用Y1表示，參考漆的反射率用Y0表示)，然后通過庫爾貝卡-芒克(Kubelka-Munk)公式計(jì)算相對(duì)著色強(qiáng)度TSKM(%)：

3. 4 耐擦洗性

相對(duì)耐擦洗性的測(cè)試使用加納直線擦洗和磨損儀。涂膜樣品的制備以及測(cè)試程序如下：在Leneta黑色塑料圖紙上預(yù)備濕膜厚度為7 mil的涂層，漆膜在25 °C和50%相對(duì)濕度的恒溫恒濕條件下干燥7 d。在測(cè)試之前，尼龍毛刷先來回運(yùn)行 400次。該測(cè)試使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的磨料擦洗介質(zhì)(Leneta公司#SC-2)，在開始和每400循環(huán)后加入7 mL擦洗介質(zhì)以及5 mL水。每個(gè)樣品的測(cè)試重復(fù)3次，并記錄涂層磨透時(shí)刷子的循環(huán)周期數(shù)，每張測(cè)試圖板上都包括了一個(gè)耐擦洗控制樣。

4 應(yīng)用實(shí)例

4. 1 CelocorTM的功效

在一含20% ENCORTM2423(苯乙烯-丙烯酸酯乳液，固含量50%，乳液最低成膜溫度約20 °C)的苯丙乳液平光漆配方中添加不同用量的 CelocorTM，示范Celocor遮蓋聚合物的使用和降低TiO2的功效。參考漆A中鈦白粉R996用量為20%，實(shí)驗(yàn)比較TiO2降低到18%和 16%后涂料的性能，CelocorTM的使用范圍為2%、3%、4%和6%。不同CelocorTM和鈦白粉含量的苯丙乳液平光漆配方及其干/濕遮蓋力、反射率和著色力見表1。

表1 不同CelocorTM和鈦白粉用量的苯丙乳液平光漆配方及其涂膜性能Table 1 Formula for styrene-acrylic emulsion matt paints with different dosages of CelocorTM and titanium dioxide and films’performance

表1顯示，在前3組實(shí)驗(yàn)中(配方A、B和C)，TiO2用量從20%降低至18%和16%，分別相當(dāng)于10%和20%的減少量，無CelocorTM遮蓋聚合物的苯丙乳液其反射率和干/濕遮蓋力都出現(xiàn)下滑趨勢(shì)。但是，CelocorTM遮蓋聚合物的引入可彌補(bǔ)因 TiO2用量減少而導(dǎo)致的遮蓋力和反射率下降。配方D和E是在TiO2降低10%的情形下分別加入2%和3%的CelocorTM，而配方F和G中TiO2減少了20%，但CelocorTM用量增加到4%和6%。表1的數(shù)據(jù)表明，CelocorTM的使用可使TiO2用量降低10% ～ 20%，但維持了與控制樣(A)相近的干/濕遮蓋力。

比較遮蓋聚合物的添加對(duì)著色力的影響。以配方A作為基準(zhǔn)，設(shè)其著色強(qiáng)度為100%。由表1可知，配方A、B、C的相對(duì)著色強(qiáng)度隨著TiO2的減少而線性下降。CelocorTM的添加使著色力回升。在配方D、E、F和G中，在TiO2減少了10% ～ 20%的情況下，仍保留了同等或更佳的相對(duì)著色強(qiáng)度(99.0% ～ 102.2%)。

如前所述，遮蓋聚合物可讓空氣空隙均勻分布在漆膜內(nèi)，比配制高于CPVC的涂料更有優(yōu)勢(shì)，而對(duì)涂膜的耐擦洗性影響很小。耐擦洗性是漆膜的力學(xué)完整性和能量吸收能力的象征，良好的耐擦洗性可以讓涂料表面被清潔時(shí)不受損壞，因此是一個(gè)不能忽略的涂料性能。表1顯示了黑色底材最初顯露時(shí)的擦洗次數(shù)和涂料被擦去后露出底材其顏色連成線時(shí)的擦洗次數(shù)。如表1所示，CelocorTM的引入可節(jié)省鈦白用量且對(duì)耐擦洗性沒有負(fù)影響，配方D和F甚至有所改善。

由此可見，CelocorTM提供給涂料化學(xué)家另一經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇，可以在不影響漆膜性能的前提下幫助節(jié)約鈦白粉用量，從而降低配方成本。

4. 2 分散劑Bumper TechnologyTM的功效

采用新型分散劑 Bumper TechnologyTM系列中的Coadis BR85與一款常見的、組成為馬來酸酐共聚物鹽的離子型分散劑比較。配方采用ENCORTM2741純丙烯酸酯共聚乳液，固含量為46%，粒徑180 nm，乳液最低成膜溫度19 °C，分散劑Coadis BR85為梳狀共聚物鈉鹽，鈦白粉在參考漆(配方 A)中的用量為 25%，降低后用量為22.5%和 20.0%，即節(jié)省10%和 20%的TiO2；CelocorTM的用量范圍為 2.5% ～ 7.5%。不同Coadis BR85和鈦白粉用量配方及其涂膜性能見表2(CC-1000為重質(zhì)碳酸鈣)。

表2 不同Coadis BR85和鈦白粉用量的純丙乳液配方及其涂膜性能Table 2 Formula for pure acrylic emulsions with different dosages of Coadis BR85 and titanium dioxide and films’ performance

比較表2中漆膜的光學(xué)性能因配方調(diào)整(如替換分散劑、降低鈦白粉用量和添加 CelocorTM)而引起的變化發(fā)現(xiàn)：首先，使用Coadis BR85取代常見的離子型分散劑時(shí)，配方B的干/濕遮蓋力和反射率都與使用競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的參考漆A相當(dāng)，證明Coadis BR85對(duì)TiO2和其他顏料都起到了很好的分散效果。當(dāng)鈦白粉用量從25%減少到22.5%和20.0%(如配方C和D)，漆膜的遮蓋力和反射率逐漸降低，類似的影響在表 1中出現(xiàn)過，簡單反映了遮光顏料TiO2在涂料中的作用。其次，CelocorTM遮蓋聚合物可以替代部分的 TiO2，引入5.0%或者更多的 CelocorTM，可省去原配方中 5%的TiO2(從25%降到20%)而維持與原配方相同的干/濕遮蓋力和反射度(如配方 G和 H)。這組實(shí)驗(yàn)說明Bumper TechnologyTM可以作為涂料中唯一的分散劑，與常用的分散劑用法及效果相同，而且遮蓋聚合物在此類配方中同樣發(fā)揮節(jié)省TiO2但不影響漆膜光學(xué)性能的作用。

表2表明，與原有的分散劑相比，改用Coadis BR85分散劑對(duì)涂膜耐擦洗性能沒有影響，如配方A和B。這說明兩種情形下TiO2的分散和分布相似，漆膜的強(qiáng)度不變。但涂料中TiO2含量降低，漆膜的耐擦洗性變差(如配方C和D)，這大概是因?yàn)樘娲鷾p去的TiO2而增加的重質(zhì)碳酸鈣CC-1000其顆粒度較大，與乳液聚合物的結(jié)合力不如 TiO2，導(dǎo)致膜強(qiáng)度受損，耐擦洗性能下降。但是，在減少TiO2和增加CC-1000的同時(shí)，引入CelocorTM，則可以扭轉(zhuǎn)耐擦洗下降的趨勢(shì)。如表2所示，適量的CelocorTM(如配方F和H)使漆膜的耐擦洗性回升，與參考漆(A和B)不相上下。

4. 3 分散劑Coadis BR40與Coadis BR85復(fù)配

使用傳統(tǒng)的離子型分散劑Coadis BR40(疏水丙烯酸酯共聚物鉀鹽)與新型分散劑Bumper TechnologyTM系列中的Coadis BR85搭配，展示了分散劑復(fù)配的優(yōu)點(diǎn)。涂料配方是一內(nèi)(或外)墻半光漆，成膜物為 SNAPTM720純丙烯酸酯共聚乳液，固含量49%，粒徑80 nm，乳液最低成膜溫度0 °C。表3對(duì)比了單獨(dú)使用Coadis BR40或Coadis BR85與兩者以25%和75%復(fù)配情形下的干/濕遮蓋力?？梢钥闯?，CelocorTM的引入和分散劑Coadis BR40和Coadis BR85的混合使用，使鈦白粉用量從23.5%降至20.8%,減少了11.5%，配方成本降低，但干/濕遮蓋力維持不變，相對(duì)著色強(qiáng)度提高。

表3 分散劑復(fù)配前后涂料的遮蓋力對(duì)比Table 3 Comparison between hiding power of the coatings before and after mixing dispersants

4. 4 分散劑Coadis BR40與Bumper TechnologyTM XP1966復(fù)配

實(shí)例4是另一個(gè)分散劑 Bumper TechnologyTMXP1966(梳狀共聚物鈉鹽)與離子型分散劑 Coadis BR40(疏水丙烯酸共聚物鉀鹽)復(fù)配的例子，這組對(duì)比實(shí)驗(yàn)采用一個(gè)醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液 ENCORTM310 (固含量55%，粒徑300 nm，乳液最低成膜溫度0 °C)的內(nèi)墻蛋殼光漆配方，以展示高泰的分散劑組合與CelocorTM遮蓋聚合物一起使用的協(xié)同效應(yīng)。助分散劑XP1966是Bumper TechnologyTM系列的新產(chǎn)品之一，特定的分子量提高了其與TiO2和有機(jī)塑料顏料的界面作用，使其與丙烯酸共聚物分散劑以及不透明聚合物相得益彰，增加了顏料的分散，從而提高漆膜的遮蓋力。具體替換策略是：鈦白粉在使用傳統(tǒng)的單一分散劑(用量為0.7%)的參考漆中的用量為25.5%，而在使用高泰分散劑組合的試驗(yàn)漆中用量為20.8%(節(jié)省18%TiO2)。在試驗(yàn)漆中，CelocorTM用量為 4.5%，Coadis BR40為 0.1%，XP1966為 0.6%。參考漆中 PVC為37.9%，固含量 41.4%；試驗(yàn)漆中 PVC 為 41.4%，固含量43.8%。光學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為：參考漆的著色力為100.0%，不透明度為 96.59%，而試驗(yàn)漆的著色力為100.01%，不透明度為96.42%。這表明BR40和XP1966復(fù)配及與CelocorTM一起使用，節(jié)省了18%的TiO2用量，但不影響遮蓋力和相對(duì)著色強(qiáng)度。

5 結(jié)語

4個(gè)完全不同的配方實(shí)例說明，CelocorTM遮蓋聚合物和高泰助劑的助分散劑技術(shù) Bumper TechnologyTM對(duì)節(jié)約TiO2的功效明顯，且用法簡易。適當(dāng)?shù)姆稚┻x擇及遮蓋聚合物的使用可以在維持原有光學(xué)及漆膜性能的前提下顯著降低成本。結(jié)合阿科瑪獨(dú)有的 CelocorTM遮蓋聚合物以及包括 Bumper TechnologyTM在內(nèi)的涂料添加劑，可以最大程度地優(yōu)化TiO2用量，節(jié)約配方成本。4個(gè)包括中外乳膠漆配方的案例研究，展示了阿科瑪涂料樹脂和高泰助劑所能提供的技術(shù)資源和客戶支持，可以幫助涂料公司更全面有效地研發(fā)新涂料配方，以滿足涂料行業(yè)的發(fā)展需求。

[1] AUGER J C, BARRERA R G, STOUT B. Scattering efficiency of clusters composed by aggregated spheres [J]. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 2003, 79/80： 521-531.

[2] 林宣益. 乳膠漆[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005.

[3] 全國涂料工業(yè)信息中心. 鈦白粉培訓(xùn)教材[M]. 修訂本. 常州： 全國涂料工業(yè)信息中心, 2000.

[4] U.S. Department of the Interior. Geological Survey. Mineral Commodity Summaries [M/OL]. Washington： U.S. Government Printing Office, 2012.http：//minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2012/mcs2012.pdf.

[5] FITZWATER S, HOOK J W III. Dependent scattering theory： A new approach to predicting scattering in paints [J]. Journal of Coatings Technology, 1985, 57 (721)： 39-47.

[6] Stabilization of Titanium Dioxide in Non-Aqueous and Aqueous Coatings [R/OL]. Paint & Coatings Industry [2004-07-01].http：//www.pcimag.com/articles/stabilization-of-titanium-dioxide-in-nonaqueous-and-aqueous-coatings.

[7] ROSS W D. Theoretical light-scattering power of TiO2and microviods [J].Industrial & Engineering Chemistry： Product Research and Development,1974, 13 (1)： 45-49.

[8] PATTON T C. Paint Flow and Pigment Dispersion： A Rheological Approach to Coating and Ink Technology [M]. 2nd ed. Hoboken： John Wiley & Sons, Inc., 1979.

[9] MUSSARD I. 25 Years of Hollow-Sphere Hiding Technology [J]. Paint and Coatings Industry, 2005, 21 (9)： 96-100.

[10] MARCUS R T. Chapter 43—Color and Light [M] // KOLESKE J V：Paints and Coatings Testing Manual： Fourteenth Edition of the Gardner-Sward Handbook. Philadelphia： American Society for Testing and Materials, 1995.