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內外墻乳膠漆原材料的選用,淺議內外墻乳膠漆原材料的選用,以生產出高性價比的乳膠漆
2019年07月05日    閱讀量:265    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

0 引言

過去的十年,應該說是我國經濟飛速發展的十年,當然更是建筑涂料突飛猛進的發展階段。據統計,2010 年我國建筑涂料年產量為351.8 萬t,是2001 年產量的6 倍。人均涂料年使用量是衡量一個國家經濟及人民生活水平的風向標中國建材網cnprofit.com


與發達國家相比,我國人均建筑涂料的使用量還很低。據統計,我國人均建筑涂料使用量為2.6 kg/a,城鎮人均建筑涂料使用量為5.5 kg/a,而歐美等發達國家人均建筑涂料使用量為25 kg/a 以上。


隨著我國未來城市化進程的加速,城鎮人口的增長,加之城市、農村對于住房需求的改善,裝飾的需求會進一步上升,在可預見的將來,建筑內外墻涂料的需求量仍將呈現上漲趨勢,我國建筑涂料使用量提升空間很大。隨著這些年內外墻乳膠漆需求量不斷上升,催生了一大批中小型涂料生產企業。


雖然內外墻乳膠漆的生產技術日趨成熟,但是隨著大企業的規模化生產,小企業的日子越來越不好過,許多企業甚至沒有自己的專業技術人員,涂料產品配方要么是一些優質原材料的堆砌,要么是一些劣質原材料的匯集,涂料性能的穩定性和整體利潤也大打折扣。本文試圖結合筆者從業過程中的點滴經驗,淺談內外墻乳膠漆的配方、原材料選用及生產工藝控制等要素。


1 內外墻乳膠漆基礎配方

以GB/T 9756—2009《合成樹脂乳液內墻涂料》和GB/T 9755—2001《合成樹脂乳液外墻涂料》為例來說明內外墻乳膠漆配方(見表1)。另外,內墻乳膠漆還必須滿足強制性標準GB 18582—2008。


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2 乳膠漆原材料的選用

2.1 乳液

乳液作為內外墻乳膠漆中最重要的成膜物質,對于內墻乳膠漆,一般選用醋丙乳液、醋叔乳液、苯丙乳液;外墻乳膠漆一般選用純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液。現階段在我國,內外墻乳膠漆大多選用苯丙乳液,因為其性價比被大家接受。要達到內墻乳膠漆GB/T 9756—2009 的性能要求,基礎配方設計中,最主要的是涂膜的耐洗刷次數,配方中乳液的用量一般應達到10.5%~12.5%。


2.2 防腐劑和防霉劑的選用

不管是防腐劑還是防霉劑,市場上的品種牌號均十分繁雜,選用的原則一般都是高效、低毒、相容、穩定、持久、高性價比。現在逐漸流行使用釋放甲醛型防腐劑,通過其緩慢釋放,達到一定的殺菌效能,不但具有甲醛的優點,而且規避了甲醛的缺點。一般在配方中防腐劑的用量為0.1%~0.3%,防霉劑的用量為0.3%~0.6%。對于需要特殊防霉效果的產品,選用兩種以上防霉劑拼用效果較好。防霉劑主要用于預防雨水多的潮濕地區墻面產生霉斑,在北方干燥地區所生產使用的乳膠漆,大多企業均不加防霉劑。


2.3 潤濕分散劑的選用

顏料的潤濕、分散、穩定常常是緊密相連的,潤濕是顏料表面顆粒置換的過程;分散是顏料在外力的作用下分離的過程;穩定是指最后分散開的顏料顆粒不再二次凝聚。乳膠漆常用的潤濕劑是科寧PE100 ;常用的分散劑主要有聚丙烯酸鹽類和聚磷酸鹽類。實際生產中常用0.2% 的聚磷酸鹽和0.2%~0.4% 的聚丙烯酸鹽配用。涂料的貯存穩定性、耐洗刷性是評價分散劑的關鍵指標。


2.4 消泡劑的選用

消泡劑可分為消泡劑和脫泡劑。消泡劑對已經形成的泡沫起到消除作用,而脫泡劑則是在涂膜表面發揮作用,破壞已經形成的泡沫。在乳膠漆的生產控制中,消泡劑通常分兩次加入,在制漿階段和制漆階段各加1/2 ;或者制漿階段加入2/3,制漆階段加入1/3。在制漿階段最好加入抑泡效果大的消泡劑,在制漆階段最好加入破泡能力強的消泡劑。


2.5 成膜助劑的選用

乳液本身是熱塑性的,所以為了保證涂膜性能,涂膜不能太軟,這就希望它的玻璃化溫度盡可能高,相應所生產乳膠漆的最低成膜溫度較高,所以低溫施工和成膜就成為問題,這就要通過添加成膜助劑來平衡。成膜助劑的用量一般根據乳液的用量而定,但乳液玻璃化溫度的高低對成膜助劑用量的影響也很大。另外,諸如丙二醇、乙二醇這類防凍劑也有一定的助成膜作用,它們的用量對成膜助劑的用量也有一定影響。


再者,隨著PVC(顏料體積濃度)的提高,即乳液用量減少,成膜反而更加困難,因為隨著顏填料對成膜助劑的黏附,成膜助劑的效能大幅降低。大多生產企業的成膜助劑是在調漆階段乳液添加后加入的,這樣生產時如果操作不好,成膜助劑會使乳液迅速聚合成小顆粒而返粗,所以必須低速攪拌中慢速加入混合,使成膜助劑發揮最大作用。也有在調漆階段前加入的,這樣操作雖然更加安全,但是憎水的成膜助劑會被潤濕乳化,加之顏填料的超前黏附,成膜助劑的實際效能將大打折扣。成膜助劑的用量應根據乳液、添加工序、配方、季節、地區的不同來靈活對待,其常規用量是乳液用量的0.05 倍。



2.6 增稠劑的選用

乳膠漆是以水作為分散介質的涂料,而水的黏度很低,不能滿足施工要求,需要通過增稠劑來調節流變性。常用的增稠劑主要有纖維素類、非締合堿溶脹型、締合堿溶脹型增稠劑,它們的特性見表2。

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由表2 可見:各類增稠劑有不同的優缺點,在乳膠漆體系中,如果只用一種增稠劑,在貯存穩定性、施工效果等諸多方面很難達到預期的性能,大多采用兩種甚至兩種以上的增稠劑配用來達到理想的效果。


2.7 顏填料的選用

以白色乳膠漆為例,金紅石型鈦白粉是最好的白色顏料。在我國大多數生產廠家,內墻乳膠漆多使用銳鈦型鈦白,外墻使用金紅石型鈦白;在發達國家,內外墻乳膠漆基本都使用金紅石型鈦白。常用的填料有碳酸鈣、滑石粉、絹云母粉、高嶺土、硅灰石粉、立德粉、石英粉、超細硅酸鋁、硫酸等。

重鈣和輕鈣都屬于碳酸鈣,其中重鈣是天然礦石粉碎而成,而輕鈣為合成產物。在眾多填料中,重鈣應該說是乳膠漆中使用量最大、最穩定、最廉價的填料;輕鈣雖然也有少許干遮蓋力,懸浮性也較好,但是容易起白霜,穩定性較差。


許多內墻乳膠漆配方中也用少許滑石粉,雖然它容易粉化,但可以改善乳膠漆的施工性和流平性。


絹云母粉屬于層狀的硅酸鹽,為鱗片狀晶體,耐酸性、耐堿性、化學穩定性好,內外墻乳膠漆中都可以適量使用,一方面可大幅度改善漆膜的耐候性,防止水汽滲透,另一方面還可防止粉化和漆膜龜裂。


另一重要填料當屬高嶺土,它易分散于水中,白度高,干遮蓋力強,有一定的觸變性,涂料的穩定性和狀態也很好。通過實驗研究發現:超細的4 000 目高嶺土和鈦白粉配用,可大大提高涂膜的遮蓋力等綜合性能。在白色乳膠漆中,硅灰石粉具有明亮的色調,可增強漆膜的硬度,還能提高涂膜的耐久性和耐磨性。

根據上述不同填料的特性,內墻乳膠漆中一般使用重鈣、輕鈣、滑石粉、高嶺土等白度較高的產品;外墻乳膠漆中一般使用絹云母、硫酸鋇、硅灰石粉、煅燒高嶺土等。應根據價格、需求靈活選用。


3 結語

盡管目前乳膠漆的生產工藝日趨成熟,隨著技術的日益進步創新還在不斷發展,而我國直到20 世紀90 年代初,伴隨著跨國公司進入我國所帶來的新材料、新技術,才開始快速發展。提高性價比、增加功能、降低成本、低VOC(揮發性有機化合物)、低氣味、環境友好型乳膠漆將成為主流。獲得高性價比乳膠漆需要對相關原材料進行細致深入的對比研究和選用,而不是原材料的堆砌,不斷優化配方,才能獲取良好的市場回報。


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