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膠水大王權威解析膠水發黃因素
2019年12月31日    閱讀量:97547    新聞來源:陳緒滿 15093099808  |  投稿

近年來國內各大中涂料企業經常遇到膠水發黃問題,嚴重影響產品外觀賣相,多方分析查找均無果而終,有的企業甚至邀請了北京、上海以及各地“權威機構”|“權威專家”參與排查和根除,很多結果不盡人意;有些企業被發黃問題困擾數年,苦于無計可施,找不到根源而無從下手。 


就目前市場流通的常規建筑膠水類型大體有:聚乙烯醇縮甲醛體系(俗稱老107),聚乙烯醇氧化淀粉體系(鋼化涂料膩子膏等基礎膠),羧甲基纖維素和聚丙烯酰胺水解體系(俗稱泡膠和刮大白膠),聚乙烯醇乳化體系,HPMC和聚乙烯醇溶液復配體系,PVA和AM分聚復配體系,丙烯酰胺和PVA引發共聚體系,冷溶化學膠水粉體系、植物淀粉體系(俗稱植物膠水)等為市場主流建筑膠水產品;上述每個體系都可以按性能需求配位多種功能性輔助材料。

 

目前:涂料企業的膠水生產設備大體有:不銹鋼內膽反應釜,陶瓷內膽反應釜,不銹鋼夾套式反應罐,鐵質夾套式反應罐,水泥壘鑄式反應罐,高溫塑料桶式反應桶,大瓦缸式反應缸,最簡單的是工地大鐵鍋涂料在線coatingol.com


設備加熱方式:電導油內置傳熱型,電熱棒夾套水傳熱型,常壓水蒸氣鍋爐外傳熱型,電加熱器外傳熱型,罐底煤炭(柴火)加熱型,最傳統而古老的是工地大鐵鍋直接鍋底燒火加熱。




今天我們抽空來分析一下市場上建筑膠水的包裝習慣,包裝也是五花八門,各地也不盡相同,但我們最常見的有,50公斤塑料桶的(可回收后反復使用),有精裝桶5-20L不等的(一次性桶不再回收利用),有灌裝機灌裝后真空封口的(各地習慣5公斤小袋的為多),有外編織袋加內膜的;綜上所敘,那么發黃因素到底與體系、原料、輔料、設備、包裝有何關聯嗎?


首先我們來分析一下什么體系的膠水做出來就帶黃相,什么體系的膠水因工藝不當而衍生黃相,什么體系因添加輔料后渾濁而略待黃相。


一;縮甲醛體系:以聚乙烯醇為主原料,以鹽酸催化、以甲醛縮合、以尿素氨基化處理、最后以氫氧化鈉中和體系,如果工藝科學得當所得產物也很清澈,透明度也算可以,那么此工藝哪個環節容易導致體系衍生黃相呢?本人歷經無數次試驗摸索得出結論如下;此體系最后一個環節氫氧化鈉中和時的溫度,添加量,PH值等是導致聚乙烯醇再次氧化發黃的罪魁禍首(處理辦法另案解析)。


二;其它體系:比如淀粉氧化體系、共聚、分聚體系等,在原體系基礎上為了改善性能而添加了輔料,如纖維素、膠粉、這些材料水解時纖維伸展不徹底就會影響體系透明度或個別輔料水解后的水溶液原本就帶黃相。


其次,我們來分析一下包裝對膠水發黃有沒影響,都有哪些因素會影響到膠水儲存期間變黃,從上面我闡述過的包裝類型中,最有可能影響膠水儲存期間變黃的是50L大桶,可以反復回收利用,這樣的習慣導致桶內殘留物很難清洗徹底,細菌滋生率高,其次這樣的大桶一般都是簡單用塑料膜扎住桶口,達不到真空抑菌效果,也就是說由于細菌導致體系腐敗而變黃相,再者就是由于防腐劑類型選擇與體系不匹配也會導致膠水發黃,關于防腐劑選擇與體系不匹配問題我會在另案作出解析,大家敬請關注本帖的后續解析作業。




以上我們解析過體系和包裝對膠水變黃因素的影響,下面我們再來分析一下哪種設備會影響到膠水發黃呢?


通常來講不銹鋼內膽和陶瓷內膽的兩款高端設備基本不會影響到體系發黃問題,能影響到膠水發黃的設備是:鐵罐、鐵攪拌系統、和鐵質夾套傳熱鐵內膽罐,這些設備一方面容易分解出鐵離子,另一方面間隔時間太久才用一次導致鐵質設備內壁生銹,再次使用時銹跡會被混合進膠水里,當然銹跡影響黃相并不是太大,只是因素之一;鐵質內膽設備底部直接加溫的最容易導致膠水發黃,因為有些廠家喜歡用顆粒狀聚乙烯醇,顆粒醇容易沉底直接與罐底附著,罐底加熱設備如果不經常攪拌罐內聚乙烯醇的話溶液就會發黃,夾套內傳熱設備也是這個道理,鐵鍋直接熬制的是必然的發黃,今天關于設備導致膠水發黃問題就解析到這里,敬請大家繼續關注后續解析。


關于發黃問題不僅起因繁多現象也各不相同,比如:有些膠水在制作過程中溶液就變成微黃色,有些剛做好的成品清澈度就不太好,渾濁微黃,有些剛做出來清澈透明,成品灌裝后存放1個月后開始泛黃,隨著時間推移就越黃,黃的失去賣相而被客戶退回,千奇百怪的發黃起因和發黃現象長期困擾著很多企業,因找不到起因也無從下手解決。


本節我們主要來分析一下設備、原料、工藝、水質這四大因素對膠水發黃有何影響,首先我們結合實際情況來分析:有些廠家的設備是鐵質內膽,利用夾套循環水方式升溫和降溫,傳熱方式是夾套內壁(鐵質),原料很多企業因成本問題習慣用顆粒狀聚乙烯醇,投料溫度各企業都很隨意,從40度到100度溫度區間投料的都有,沒有科學規范的標準,先說低溫投料后,簡單攪拌一下然后還要關機加溫數小時后,等聚乙烯醇徹底溶解,這個過程顆粒狀聚乙烯醇沉入罐底與加溫鐵罐底部附著,隨著罐底溫度逐漸升高,聚乙烯醇慢慢溶解,聚乙烯醇溶液分解出NaAC成分: 隨著鐵罐 溫度的升高,NaAC和水作用生成醋酸和氫氧化鈉 , 附著在罐底的聚乙烯醇分子因鐵內膽溫度過高,導致部分粘貼在鐵罐底上的聚乙烯醇脫水氧化而產生羰基。 由于羰基的負電性很強,會使相鄰原子上的氫原子活潑起來,在高溫下,脫水形成共軛雙鍵, 羰基是個發色基團,當發色基團和共軛雙鍵連在一起時,就會使聚乙烯醇溶液發黃,這是情節之一,敬請關注后續其它因素導致的發黃問題。




今天我們繼續解析鐵罐、水質、原料、助劑對膠水體系發黃因素的影響,目前我國建筑膠水體系主要原料是聚乙烯醇,聚乙烯醇備制過程中含有醋酸乙烯,加溫熬制過程中會分解出醋酸鈉與水介質反應后生成醋酸;Hac是醋酸,NaAc是醋酸鈉,Ac-代表醋酸根離子,我們日常生活用水或工業用水的水源都無可避免的帶入鐵元素,醋酸和鐵反應:2HAc + Fe == Fe(Ac)2 + H2 (HAc是醋酸的簡寫) 再醋酸亞鐵被氧氣氧化:4Fe(Ac)2 + 4HAc + O2 == Fe(Ac)3+2H2O, 然后因為醋酸酸性太弱,醋酸鉄水Fe(Ac)3 + 3H2O ==Fe(OH)3 +3HAc  最后生成的氫氧化鉄就是紅褐色,并且由于氫氧化鉄具有膠體性質,所以不容易生成沉淀。


還有,剛開始生成的醋酸亞鐵因為顏色很淺又它被反應掉 而很難看見(亞鐵離子只有在高濃度下才能看到淺綠色), 這里需要強調一點的是,與本主題作業相關的鐵元素分為2價鐵和3價鐵,3價鐵導致的結果是黃色液體,2價鐵導致的結果是淺綠色溶液,樓上我們分析了鐵罐和水都能帶入鐵元素,鐵元素在酸性條件下才會衍生黃色溶液,那么酸的來源在本作業主題中有哪些因素會帶來酸:1、水質通常各地水源的PH值差距數據還是比較大的,偏酸水源的水質PH質才6個多,中性水質的PH值能達到7--7.2之間,2、聚乙烯醇含醋酸,3、防腐劑大部分是酸性、4、縮甲醛體系有鹽酸、5、絡合劑含酸鹽,這些元素在一定條件下都能衍生黃色或淺綠色溶液。敬請繼續關注后續解析發黃因素及如何規避。




個別涂料廠家往往也分析懷疑到水源含鐵元素和鐵質設備分解出鐵離子等因素,也有利用螯合劑屏蔽鐵離子的措施,但是二價鐵在酸性介質中是蠻穩定的,氫氧化亞鐵溶度積也蠻大,如果體系介入醋酸鈉、醋酸、然后醋酸根絡合了的二價鐵,螯合劑雖然解決了鐵元素對膠體溶液的活性的影響,但是螯合劑的加入不能解決因鐵離子造成的溶液泛黃的現象。


個案觀察:某涂料企業膠水體系是:PVA、AM、引發劑、還原劑、螯合劑、防腐劑、過濾凈化水、未添加其它任何輔料,膠水剛做出來無異常,存放1個月后開始泛黃相,2-3個月黃相更加嚴重,4個月時基本嚴重影響賣觀;為什么要把本節列為個案?因為案例太超乎常規,具體現象同一批次膠水灌裝后,有的桶內膠液泛黃、有的桶內未發現任何變化,(桶均為全新料精裝桶且不回收利用的一次性桶),且不是每批次都會有此現象,開始懷疑過水質,但經分析后排除水質因素,不可能一個批次好幾噸成品膠水灌裝到桶里就那幾桶膠水的水有問題?后來懷疑過聚乙烯醇質量,但也很難有說服力,和水質分析道理一樣,再后來分析到鐵罐,但鐵罐每批次出來至少是1噸,難道這1噸成品就那幾桶因鐵罐發黃嗎?再再后來分析到防腐劑,但無論如何推理,道理都和前面分析的一樣,一個批次不可能就那幾桶受影響,種種嫌疑分析均不能成立,那到底是什么因素造成的呢,又如何排查和解決呢?請聽下周繼續分解。




以上我們講解過企業個案,在這個個案里我們做過多方排查實驗,今天主要講一下懷疑對象

1、防腐劑,防腐劑能導致膠水體系發黃的因素有防腐失敗,添加過量、體系匹配型號選擇不當等都會導致膠水發黃,我們更換過不同廠家不同類型、不同含量和酸堿度的防腐劑,對同批次膠水分別進行不同添加量實驗觀察,和不加防腐劑實驗,得出結果都會變黃;

2、跟換聚乙烯醇,因為懷疑過聚乙烯醇生產備制方法不同,溶液泛黃程度不同,結果也不盡人意;

3、懷疑過水質,增加了凈水處理設備后用的水源全部是凈化過濾水,但也是沒有解決掉發黃問題,那么到底是什么導致的發黃呢?敬請關注下回分解。


膠水發黃原因大揭底:以上我解析過不同廠家不同體系不同包裝設備等因素對膠水發黃的影響,因各地情況都不盡相同,所以答案也不盡相同,本人經梳理后將幾大核心發黃因素整理如下,希望能幫到對應的廠家。


一;鐵鍋、鐵罐底部燒火加熱的設備生產出來的膠水顏色必黃。

二;金屬內套設備、夾套傳熱方式的聚乙烯醇投料后未一直攪拌而導致聚乙烯醇沉底與罐底金屬粘連、金屬內套逐漸提高的溫度直接與沉底的聚乙烯醇燒灼而變黃。

三;添加輔料體系的膠水、輔料分散、溶解不徹底,輔料與膠體混合后輔料被膠體包裹、纖維組織得不到徹底伸展、或者有的輔料溶解后的水溶液原本就帶黃相,導致感觀不透明。

四;有些配方體系需要酸堿中和調PH值的、酸堿度把握不科學、或者調PH值的時機溶液溫度沒把握好。

五;與防腐劑防腐失敗導致體系變質,或者防腐劑與體系不匹配導致后期化學作用下而變黃。

六;分聚法的容易變黃、也就是丙烯酰胺單獨聚合、聚乙烯醇單獨溶解、然后兩者冷混合的、因為聚乙烯醇溶液未經過聚合反應、任然存在較大的活性反應空間,儲存期間與水質鐵元素,或者與防腐劑的酸性物質衍生出另外一種黃色產物。


無論是剛做出來的膠水發黃還是儲存期間發黃、只要判斷不是原料和工藝引起的,也不是變質導致的發黃,那就要考慮你的設備材質問題了,無論你用的是反應釜也好、反應罐也罷,首先最好別用鐵質的,即便是不銹鋼材質也分為好幾個等級,通常有201.202材質,也有303/304材質,如果生產膠水用201或202的材質不銹鋼,那膠水不發黃的幾率不高,因為201不銹鋼材質含鉻15%、含鎳5%。所以防銹性能與304材質的相差許多。201不銹鋼含有錳元素,但是304沒有;從顏色上講,201不銹鋼因為錳元素顏色會比304深暗,因為鎳的含量不同,201的耐腐蝕性能遠不及304的好;耐酸堿性能201也沒有304的好,酸堿性助劑是膠水配方常用助劑,如氫氧化鈉(堿性),鹽酸,防腐劑大部分也是酸性的,這些助劑只要添加就會把201材質上的鐵元素腐蝕下來,慢慢在轉化衍生出另外一種黃色基團物質,所以膠水就變黃了,(磚家)會對你說這個原因、那個原因,你按(磚家)說的去改進了,然并卵啊!有用嗎?打蛇要打七寸,點穴要點死穴,治標不治本或是根本沒找到起因,瞎折騰是無濟于事的。


大王來支招:你找一把堅硬的刀子在你的反應罐表面劃一刀,有明顯劃痕的是201材質的,也就是不適用與生產膠水,因為201材質的罐子含有錳元素,長時間在潮濕而且鹽分高的空氣中會生銹,而304不會生銹;但是也有很多人說304生銹了,那可能根本不是304,別看材料上印有304的標。現在市場上有一種不銹鋼檢測藥水,只要滴上幾滴就能在幾秒鐘內區分是什么不銹鋼,也就是檢測藥水滴于不銹鋼材質表面后顏色發紅的是201不銹鋼,顏色發綠的是304不銹鋼,做膠水最佳選擇是選用304材質的不銹鋼,因為304不銹鋼耐酸堿腐蝕性較強,不會被膠水助劑的酸堿性氧化出金屬元素,所以膠水發黃的幾率就小的多。為了你的膠水更“健康”請不妨按大王說的測試辦法測試一下你的設備吧,今天就講解到這了,一般人我不會告訴你哎。


隨著本文不斷被網友轉載與擴散,截至目前點擊量已突破35000多人次,同時業界很多關注本文的同仁們也多次聯系過我,咨詢了關于不同環境下的各種變黃原因以及解決辦法,在我逐一私下給他們解答后。


現就不同環境下膠水變黃的起因補充部分如下:

除上述解析過的原因以外,這里需要補充的是:由于各地粉體填料對膠水施工性的適應性不同,為了提高良好的施工性能,有些膠水生產廠家并在配方中設計添加了膠粉和纖維素類材料,由于膠粉和纖維素材料本身上游的生產工藝過程中加入了一種二氯甲烷和另外一種丙烷的材料所合成的膠粉或者是纖維素;在膠水生產工藝里對設備材質要求特別高,通常要求304標準的不銹鋼罐并且攪拌軸、分散葉、包括緊固攪拌軸和分散葉的螺絲都不能含鐵,哪怕僅僅是幾顆螺絲是鐵的,其它所有材質均為不銹鋼的,在分散溶解過程中,膠粉或纖維素中所含的二氯甲烷和丙烷等成分在水的作用下溢出與設備里的鐵產生反應,確切的講就是二氯甲烷和丙烷具備快速腐蝕鐵的作用將鐵銹分解到水溶液里從而導致水溶液發黃,隨著這種被分解出來黃色水溶液的儲存時間越長,二氯甲烷與鐵離子氧化衍生出來的黃色基團數量越多,也就是通常講的存放時間越長,水溶液會變得越黃。


改進辦法:要么換配方中的某種原材料、要么改進設備確保設備整體及零部件都不含鐵。

第二種辦法:就是利用化學法來改善控制黃色基團的衍生。當然后者似乎有點治標不治本,想要徹底解決還得從設備本身著手。

個案釋疑:隨著本帖不斷被同仁轉載轉發,截至目前瀏覽量已達到39688人次,在本帖不斷被擴散的同時,也有幾個問題比較特別的廠家與我進行了溝通,他們的問題比較小眾化,所以才有了以下疑問:

如:1、我的反應釜內套是陶瓷的膠水為什么也會發黃?

2、我的反應釜是不銹鋼的為什么膠水也會發黃?

3、我的反應罐是水泥池子做的膠水怎么也發黃?

4、我的同一批膠水不是全部發黃只有個別幾桶


發黃是為什么?等等這樣相對小眾化的個案問題。

釋疑:一、無論你是什么材質的反應釜(反應罐)攪拌軸、分散葉、緊固螺絲只要有任意一個是鐵質的就會給膠水發黃提供了有利條件。

二、凡是設備金屬部分顏色泛烏黑色的均不是純不銹鋼材質、均能分解出鐵元素。

三、因為有些使用了很久的老舊設備,長期在與水、酸堿性原料接觸的過程中難免開始氧化出少部分的鐵銹,鐵銹成微小的圓珠狀外表有類似膠體保護層,因膠水本身密度很高,圓珠狀鐵銹膠體不能很好的分散在膠水里,也就是因幾個獨立的個體存在灌內,在包裝時圓柱狀鐵銹隨著膠水被灌裝到個別桶里,而不是所有桶里都有圓珠狀鐵銹,隨著膠水儲存環境溫度的升高,圓珠狀鐵銹開始擴散慢慢與膠水成分里的醋酸物質產生化學反應,因此儲存時間越長發黃越嚴重,同時也揭開了同一批膠水只有少部分桶內膠水發黃的神秘面紗。都是鐵罐惹的禍!


如有更多問題需要了解請聯系15093099808陳(同微信號)




標簽:工業涂料輔料與設備今日頭條涂裝應用技術中心防腐涂料膩子涂裝膠粘劑
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