水性涂料不是一個單一的產品類型,而是代表不同配方的眾多產品,可以滿足廣泛的需求,生產過程同樣要適合這一不同的需求。但這里只討論生產的最基本因素。通常,水性涂料與溶劑涂料的生產過程并沒有本質的不同,主要是它們各自基本原則的不同導致生產過程的不同。生產過程可以分成幾個獨立的步驟,其中關鍵的步驟是顏料和填料在液相(水或黏結劑/水)中的分散。步驟如下:
① 生產預混料;②分散過程;③全部混合好、放置; ④測試、校正及最后調整;⑤過篩、包裝。
第一步是為分散準備預混料。大部分的添加劑在這里已經加了進去,包括浸潤劑和分散劑、防沉淀劑和增稠劑、防霉劑、消泡劑、侵蝕劑及成膜劑等。對于水溶性樹脂,接下來要進行的是中和、調整pH值、加入輔助溶劑,然后才是在攪拌下加入顏料和填料。固體組分要在慢速攪拌下加入,而且為了能在較低的黏度下脫除氣泡及限制氣泡產生,要首先加入最細的組分,預混料的組成一定要精確地調整到分散過程所要求的組成。樹脂水溶液一般都可以直接用于分散過程,因為它們對于剪切作用都很穩定并表現出良好的浸潤性質。施加適當的剪切力,可以使分散的效果大大改善,這對整個生產都有好處。
第二步分散的操作包括三個獨立的而又緊密聯系的過程:
① 顏料和填料的分散(分散得要盡量好);②表面的良好浸潤;③達到穩定狀態,防止它們重新團聚。
固體與液體組分的簡單混合,不會有什么麻煩,顏料和填料開始都是由基本顆粒組成的,干燥狀態下就會粘接在一起,這就是團聚。分散作用強力打碎了這些團聚,使其盡可能恢復原來的基本顆粒狀態。要打碎基本顆粒的結聚,就要克服它們之間的黏著力,這就要靠分散工具對涂料施加機械能,實質上是壓力和剪切力的作用,其傳播靠的是湍流(如溶解裝 置)或層流(三根研磨機)。另外也可以引入研磨介質,如球磨、砂磨等。
第三步是分散操作結束后進入放置階段。這時要加入剩余的黏結劑、水和其他輔助組分,使涂料的配方最終完成。在結束研磨之后再加入一定量的消泡劑是有好處的?;蛟谡婵栈旌掀髦袑旌衔镞M行脫泡。
第四步是調整、測試。如果有必要的話還要對涂料的組成和性質做一定的調整,就是初始配方不夠嚴格,在檢驗之后進行了微調就可以了,這是為了保證產品質量。并需進行最終的檢測,其標準的測試方法如下:
① 密度控制(對于以體積來量度包裝時特別重要);
② 測定固含量;
③ 測定黏度,既可以測定流動時間也可以測定流變學性質;
④ 測定pH值;
⑤ 在分散過程之后檢驗研磨是否達到所要求的細度;
⑥ 在包裝之前,每次都要進行篩余物測定,以免堵塞篩網和泵;
⑦ 一般水溶性體系總是受到細菌的威脅,所以必須按常規進行細菌數的測定;
⑧ 一般對于色漆必須進行色澤和光澤度的測定。
通常室內用的分散液涂料是十分廉價的,但仍然要求滿足下面幾方面的性能:
①遮蓋性;②白度;③消光性;
④耐擦洗性。
下面幾方面性能是根據使用需要所提出的進一步性能要求:
①硬度;②彈性;③粘接性能。
其中后面幾種性能可以用各種方法進行測試,如,沖擊硬度或Buchholz硬度測量、沖擊性能和交叉粘接性能等。對于防腐蝕涂料還要進行與腐蝕有關的性能測試(如鹽霧、耐潮 濕性、耐介質浸泡實驗等)以及產生瞬蝕的可能性。