返回頂部
返回首頁
返回首頁
歡迎訪問  中國建材網   | 今天是   
中國建材網全新改版進行中! 我的訂單 | 會員中心 | [ 登錄 ] | [ 注冊 ]
药业平特
home 您現在的位置: 首頁 >家裝材料 > 詳細信息
抗污耐候建筑外墻涂料的研究,分析了影響外墻涂料涂膜耐沾污性和耐候性的主要因素及改善途徑
2019年07月03日    閱讀量:317    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿



0 引言

建筑外墻乳膠漆以水為分散介質,相對于溶劑型外墻涂料,不存在有機溶劑的揮發污染環境,使其具有環保、節能等優勢,滿足涂料工業“無污染、省能源、省資源”的發展前提,成為最有潛力的涂料品種。可是有些涂料剛涂刷在墻上不久就出現褪色、開裂等現象,尤其是窗臺附近或沒有棚沿、屋檐的部分,均存在非常明顯的雨痕,嚴重影響涂膜的外觀,使得目前一些高層建筑及高檔的住宅公寓紛紛采用面磚或天然石材作為外墻裝飾型建筑材料,與國家鼓勵推廣外墻使用非陶瓷類裝飾材料相違背,其主要原因是外墻涂料的耐沾污性和耐候性存在較大的問題,嚴重制約了這種環境友好型外墻飾面材料的推廣應用。本文分析了影響外墻涂料耐沾污性及耐候性的主要因素及改善途徑,研制出集高耐沾污性、高耐候性、高保色性等功能為一體的建筑外墻涂料,因其實用性、功能性能為客戶提供更好的經濟效益,應用前景廣闊中國建材網cnprofit.com


1 外墻涂料沾污途徑、影響因素及改善措施

1.1 外墻涂料沾污途徑

外墻涂料經涂覆后,涂膜長期暴露于大氣環境中時刻受到外界各種各樣的污染。外墻涂料涂膜被污染,首先是因為大氣中存在各種塵埃,漂浮著帶油性的煙霧。在工業城市里,燃油和燃煤設備的煙囪里排放出大量的帶有油性或酸性的物質,還有大量的汽車尾氣中含有黑色顆粒,加上酸雨、霧等,這些污染物通過多種渠道污染涂膜。涂膜的耐沾污性能受大氣環境與涂料自身性能的雙重影

響。涂膜沾污途徑主要有以下4 種[1]:黏附性污染、吸入性污染、吸附性污染和積塵性污染。

1.2 外墻涂料耐沾污性影響因素

環境是污染物的來源,雖然我們無法改變環境,但是我們可以改變外墻涂料本身的一些性質,從涂料本身的性能特點,分析影響其沾污的各種因素。從建筑外墻涂料的配方設計上分析不同成分對涂膜沾污性能的影響,結果見表1。

涂料各組分對涂膜耐沾污性的影響程度

抗污耐候建筑外墻涂料的研究,分析了影響外墻涂料涂膜耐沾污性和耐候性的主要因素及改善途徑 中國建材網,cnprofit.com

1.3 外墻涂料耐沾污性的改善措施

外墻涂料常年暴露于大氣環境中,外界的污染很難改變,但可以根據涂膜的耐沾污機理,改善涂料本身的組成和結構,提高涂料涂膜的耐沾污性能。

(1)提高聚合物的玻璃化溫度Tg

聚合物的玻璃化溫度越高,涂膜越硬,就越不容易發黏而沾灰,即涂膜的耐沾污性就越好。

(2)提高涂膜的致密性

涂膜中存在大量毛細孔是引起沾污的一個主要因素,提高涂膜的硬度和致密性,可明顯改善涂膜的耐沾污性。

(3)顏料體積濃度PVC

在相同的Tg 條件下,提高PVC 就是減少熱塑性聚合物的相對含量,達到提高涂膜綜合硬度,同時空隙率增加不太大,而涂膜的耐沾污性得到提高的目的。但當PVC 超過CPVC(臨界顏料體積濃度)后,空隙率大大增加,成為涂膜沾污的主導因素。因此,調節乳膠漆配方中的PVC 至CPVC,如PVC 為40%~50%,可提高涂膜的耐沾污性[2]。

(4)降低涂膜的表面張力

涂膜吸水是沾污的主要原因之一,所以降低涂膜的表面張力,就能降低涂膜的吸水性,還能降低涂膜對污染物的吸附性,進而改善涂膜的耐沾污性。

(5)提高表面平整性

提高涂膜表面平整性而不降低其硬度,可減少積灰,改善涂膜耐的沾污性。如采用不透明聚合物和超細填料以及提高涂料的流平性。


2 外墻涂料耐候性影響因素及改善措施

外墻涂料由于長期暴露在大氣環境中,經受日曬雨淋,時間久了其涂膜老化,外觀發生變化,最常見的是涂膜粉化和變色。具體影響因素及改善措施如下:

(1)聚合物乳液的種類

聚合物乳液的種類不同耐候性不同,通常外墻涂料選擇耐候性較好的苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液等。乳液的耐候性差易被光破壞降解而粉化,使色漆中顏料受到的保護減弱,受到紫外光的輻射密度增大,容易被紫外線破壞而褪色。因此,本試驗選用耐候性優異的硅丙乳液為基料。

(2)顏料的種類

顏料的耐候性對涂料的耐候性影響很大,顏料的耐候性好,不僅自身顏色不發生變化,而且可吸收大量的紫外線,減少紫外線對基料的破壞作用,降低涂膜的粉化和褪色速度,提高耐候性。金紅石型鈦白粉能吸收紫外線,耐候性能好,是外墻涂料選用的主要白色顏料。

(3)顏料體積濃度PVC

基礎漆的顏料體積濃度對外墻涂料的耐候性有很大影響,通常涂料的PVC 越低,光澤越高,涂料的耐候性能越好;反之涂料的PVC 越高,光澤越低,涂料的耐候性能越差。

(4)填料種類

填料的種類對涂料的耐候性能也有較大影響,一般吸油量大的填料需要更多的乳液基料來覆蓋,其臨界PVC 較小,對某PVC 一定的涂料來說,更易靠近或接近CPVC,涂膜更易粉化變色,耐候性差。反之,填料吸油量小,耐候性好[3]。因此,外墻涂料應選用吸油量較小的硫酸鋇等填料。


3 試驗

3.1 試驗材料

硅丙乳液,江蘇日出;純丙乳液,陶氏;苯丙乳液,國民淀粉;金紅石型鈦白粉,杜邦公司;沉淀硫酸鋇,河北辛集;煅燒高嶺土,山西琚豐;絹云母粉,安徽滁州;納米二氧化硅水溶液,廣寧建材;遮蓋聚合物,陶氏;潤濕分散劑、消泡劑、增稠劑、多功能調節劑,海川;成膜助劑,伊士曼;防凍劑,撫順石化;納米抗污助劑,江蘇建科院。

3.2 試驗配方(見表2)

抗污耐候建筑外墻涂料的研究,分析了影響外墻涂料涂膜耐沾污性和耐候性的主要因素及改善途徑 中國建材網,cnprofit.com


3.3 制備工藝

按表2 配方將顏填料加入攪拌罐混合均勻后,在砂磨機中高速研磨至粒徑不大于50 μm,再加入遮蓋聚合物、硅丙乳液、消泡劑、成膜助劑、納米抗污助劑等,攪拌均勻,加入增稠劑調節體系黏度適中,過濾包裝。

3.4 涂料的技術性能

將制備的涂料按GB/T 9755—2001《合成樹脂乳液外墻涂料》進行性能測試,結果見表3。

涂料的技術性能

抗污耐候建筑外墻涂料的研究,分析了影響外墻涂料涂膜耐沾污性和耐候性的主要因素及改善途徑 中國建材網,cnprofit.com

4 結果與討論

4.1 PVC 與涂膜耐沾污性及耐候性的關系

基于表2 試驗配方為基礎,基料含量保持不變,調整顏填料含量得到幾組不同PVC 的配方,測試其耐沾污性及耐候性與PVC 的關系,結果見表4。

表4 PVC 值與涂膜耐沾污性的關系

PVC 值與涂膜耐沾污性的關系

抗污耐候建筑外墻涂料的研究,分析了影響外墻涂料涂膜耐沾污性和耐候性的主要因素及改善途徑 中國建材網,cnprofit.com

注:配方中未添加納米二氧化硅水溶液、遮蓋聚合物、納米抗污助劑。


從表4 中可以看出:

(1)幾組配方的耐沾污性能都不理想,配方3 的性能相對最好。體系PVC 值接近臨界CPVC 值(47.76%)時耐沾污性能最好,太高或太低都不理想,分析原因如下:

①當PVC 值低于CPVC 值時,乳液聚合物的含量越高,涂膜在高溫下回軟發黏;反之涂膜硬度越高,塵埃不易附著,涂膜耐沾污性相對好。對耐沾污性來說,涂料的PVC 值不宜太低,以略低于CPVC值最為合適。

②較高的PVC 值對涂膜耐沾污有利。但是,對于PVC 值高于其CPVC 的涂料,大幅度上升的孔隙率給夾雜污染物的雨水提供了入侵渠道,使涂膜的吸收率大幅度增加,導致漆膜形成吸入性污染,耐沾污性下降。

③在PVC 小于CPVC時,提高PVC,相應減少了涂膜乳液聚合物的含量,涂膜硬度提高,而涂膜孔隙率增加不大,因此,減少了涂膜對污染物的粘附性污染,提高涂膜的耐沾污性。試驗表明,控制涂料配方的PVC、提高涂膜的致密性,是改善耐沾污的有效措施。本試驗條件下,PVC 確定為45%最佳。


(2)配制硅丙乳液涂料時,整個體系的PVC 值不宜設計過高。對于PVC 大于CPVC 的涂料,由于涂膜中顏料、填料之間空隙率較大,聚合物基料不足以包覆顏料,涂層極易粉化;另一方面,若PVC 值設計過低,涂料中顏料份較低,吸收或阻擋紫外線的能力弱,耐候性較差。因此,本試驗設計PVC 以45%為最佳。

4.2 聚合物乳液與涂膜耐沾污性及耐候性的關系

為了比較不同基料耐沾污性的差異,試驗選用了外墻涂料常用的幾種乳液按表2 相同配方制成涂料后測試涂膜的耐沾污性和耐候性,結果見表5。

表5 不同乳液為基料的涂膜耐沾污性和耐候性比較

不同乳液為基料的涂膜耐沾污性和耐候性比較

抗污耐候建筑外墻涂料的研究,分析了影響外墻涂料涂膜耐沾污性和耐候性的主要因素及改善途徑 中國建材網,cnprofit.com

注:配方中未添加納米二氧化硅水溶液、遮蓋聚合物和納米抗污助劑。

由表5 可以看出:

(1)相同配方組成時,以硅丙乳液為基料的涂料耐沾污性最優。因為玻璃化溫度高的乳液能提高涂膜硬度,從而使涂膜的抗沾污性能提高。

(2)相同配方組成時,3 種基料的耐候性能優劣依次為:硅丙乳液→純丙乳液→苯丙乳液。本次試驗選用綜合性價比優異的硅丙乳液作為成膜物,這是因為有機硅聚合物中Si—O鍵鍵能(425 kJ/mol)比C—C 鍵鍵能(356 kJ/mol)高,而209 nm的紫外線能量為418 kJ/mol,所以太陽光中的紫外線能量足以使C—C 鍵降解,但很難使有機硅降解;另外,它是一種半無機高分子聚合物,硅和氧電負性大,因而其耐熱性、耐氧性及耐候性能優良。

綜上,本試驗選用硅丙乳液為基料。

4.3 納米抗污助劑與涂膜耐沾污性的關系

從化學原理講,納米抗污助劑本身的表面能很低,以助劑的形式添加到涂料中,涂料涂裝成膜后,能夠在涂膜表面形成完全由納米粒子組成的納米涂層,提高涂膜的致密性,并降低表面能,賦予涂膜超強的憎水性、超疏水性。污染物既不會以水為吸附介質吸附到涂膜中,而且由于涂膜表面能很低也不會黏附到涂膜表面,因此可提高涂膜的耐沾污性能。在表2 配方中添加納米抗污助劑對涂膜耐沾污性的影響見表6。

添加納米抗污助劑對涂膜耐沾污性的影響

抗污耐候建筑外墻涂料的研究,分析了影響外墻涂料涂膜耐沾污性和耐候性的主要因素及改善途徑 中國建材網,cnprofit.com

由表6 可以看出,在涂料中加入納米抗污助劑,可使涂膜的耐沾污性能顯著提高。

4.4 遮蓋聚合物乳液與涂膜耐沾污性的關系

遮蓋性聚合物是不能成膜的聚合物乳液,具有球狀中空結構,球的外殼是玻璃化溫度很高的聚合物,顆粒很細,球的平均粒徑為0.4~1.0 μm。加入遮蓋聚合物,在干燥成膜后遮蓋聚合物分布在涂膜中,占據原來乳液中聚合物微粒所占據的位置,使涂膜的硬度提高,從而改善涂膜的耐沾污性能[1]。通過試驗得出,添加4%~5%的遮蓋性聚合物,能使涂膜的耐沾污性提高10%~20%。


4.5 納米材料與涂膜耐沾污性的關系

涂膜內部普遍存在有肉眼看不到的氣泡、毛細孔等缺陷,當污染物附著于涂膜表面后,會由于毛細管效應以空氣中的水蒸氣為介質被吸附進涂膜中。加入的納米粒子可以填充這些空隙增加涂層的致密性,因而能提高涂料的對比率及耐沾污性[4]。


納米二氧化硅提高耐沾污性的作用很明顯,主要是由于其網狀結構可以形成相對完整的膜,使污染物不易附著。納米二氧化硅在光照下能不斷分解聚集于涂膜表面的有機物,使涂膜表面吸附的灰塵失去和涂料之間的夾層“有機粘合劑”,從而使污染物容易除去。同時,納米二氧化硅具有超親水性,在涂料表面產生一層水膜,將油性污染物與涂膜隔絕,不易在表面積聚,從而提高涂膜的抗沾污能力。通過試驗得出,添加6%~8%的納米二氧化硅水溶液,能使涂膜的耐沾污性提高20%~30%。


5 結語

本試驗研制的抗污、耐候高性能建筑外墻涂料,具有高耐候性能,耐人工老化可達1000 h 以上,涂膜具有10 年以上的使用壽命;優良的耐沾污性,保證了建筑涂料的高裝飾性;優異的疏水及抗沾污性,具有高自潔功能。由于有機硅中硅氧鍵能大,涂膜不易起泡、剝落,耐化學性相對較好,可以抵抗酸雨及其它污染物侵蝕。且以水為分散介質,無毒無味,符合環保要求,因此,抗污、耐候建筑外墻涂料是高檔住宅、高層、超高層等建筑外墻裝飾首選材料,具有廣闊的發展空間。




抗污耐候建筑外墻涂料的研究

劉寶1,潘立1,高敬1,王帥1,于明星1,黃福純2

(1.遼寧省建設科學研究院,遼寧沈陽110005;2.遼寧龍華建筑工程有限公司,遼寧沈陽110005)


標簽:行業資訊原料動態產品資訊技術中心家裝材料成品材料建筑基材建筑施工涂料油漆墻體幕墻建筑材料裝修施工
免責聲明: 本文僅代表作者本人觀點,與中國建材網無關。本網對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。本網轉載自其它媒體的信息,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理。客服郵箱:[email protected] | 客服QQ:23341571
相關文章HOT
今日頭條Show更多
    熱點排行Hot
      門戶手機版WeChat
      掃描二維碼,獲取手機版最新資訊 手機版:中國建材網 您還可以直接微信掃描打開
      全站地圖

      深圳網絡警察報警平臺 深圳網絡警
      察報警平臺

      公共信息安全網絡監察 公共信息安
      全網絡監察

      經營性網站備案信息 經營性網站
      備案信息

      中國互聯網舉報中心 中國互聯網
      舉報中心

      中國文明網傳播文明 中國文明網
      傳播文明

      深圳市市場監督管理局企業主體身份公示 工商網監
      電子標識


      平特一肖历史开奖记录