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新型外墻乳膠漆的研制,根據乳膠漆的組成成分及在配方中起的作用, 進行了外墻乳膠漆的配方設計研究, 討論了乳液、粉料以及助劑例如填料、膨潤土、增稠劑、成膜助劑、分散劑以及消泡劑等對外墻乳膠漆性能的影響, 確定了乳膠漆的最佳配方
2019年07月13日    閱讀量:4543    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1  前言

隨著我國國民經濟的快速發展, 對建筑涂料提出了色彩豐富、施工方便、容易更新、耗能低、抗污染、耐候性強等更高的要求, 使外墻涂料迅猛發展。乳膠漆是水性涂料的一種, 基本成分可以分為基料、顏料( 填料) 及助劑三大部分。基料通常為以乳液聚合制成的合成樹脂乳膠, 是主要成膜物質中國建材網cnprofit.com


顏料( 填料) 可以分為著色顏料和體質顏料。著色顏料對涂膜著色, 體質顏料主要對涂裝性能進行調整,改進涂膜性能, 降低成本。助劑主要有分散劑( 顏料的分散及防止再凝聚) 、潤濕劑( 顏料潤濕性的改進) 、消泡劑( 制造和涂裝時消泡) 、防腐劑( 防止儲存過程中腐敗) 、防霉劑( 防止涂膜生霉) 、增稠劑( 調節涂料黏度和涂裝作業性) 、防凍劑( 改進凍融穩定性) 、防銹劑( 防止涂裝金屬面生銹) 等成膜助劑。


乳膠漆作為 環保型!水性涂料更受到市場的青睞。根據專家預測乳膠漆將是未來二十年內主要的建筑裝修涂料[ 1- 4] 。


2  實驗部分

21  主要原料

苯丙乳液、鈦白粉( R- 244) 、輕質碳酸鈣、膨潤土、滑石粉及適量助劑, 包括殺菌劑、增稠劑、分散劑、消泡劑、潤濕劑、乙二醇、成膜助劑等, 均為工業級產品。


22  主要儀器

SMA- 0.75 型研磨機, JHS- 1 型攪拌機, 101-B 型電熱鼓風恒溫干燥箱, GN- Z 型斯托默黏度計及玻璃儀器等。


23  白漿的配制

首先加入一定量的水, 然后加入殺菌劑, 在一定的轉速下緩慢地加入增稠劑, 使其溶解。再依次加入分散劑、消泡劑、膨潤土、滑石粉、輕質碳酸鈣和鈦白粉, 混合攪拌均勻, 然后轉入研磨機研磨。

我們采用了三個比較成熟的白漿配方( 見表1) 。

新型外墻乳膠漆的研制,根據乳膠漆的組成成分及在配方中起的作用, 進行了外墻乳膠漆的配方設計研究, 討論了乳液、粉料以及助劑例如填料、膨潤土、增稠劑、成膜助劑、分散劑以及消泡劑等對外墻乳膠漆性能的影響, 確定了乳膠漆的最佳配方 中國建材網,cnprofit.com

24  外墻乳膠漆的配制

首先加入一定量的白漿, 攪拌均勻后在一定速度下依次加入乳液、乙二醇, 成膜助劑和增稠劑的水溶液。( 注意: 在投料以前要檢驗白漿的pH 值是否大于7, 只有在堿性條件下才能加入其他的原料) 。同時注意低速投料, 低速攪拌均勻, 最后慢速消泡。


25  性能測試方法

我們測試的性能主要有: 黏度、固含量、比重、對比率、耐堿性、耐洗刷性、涂刷性以及在容器中的狀態。這些性能測試時根據國家標準進行實驗。其中:

黏度的測定按照<建筑涂料黏度的測定  斯托默黏度計法#( GB/T9269 -1988) ;固含量的測定按照<涂料固含量測定法>( GB/ T1725 - 1979) ;比重的測定按照<顏料密度的測定  比重瓶法>(GB/ T 1713 - 1989) ;對比率的測定按照<淺色漆對比率的測定>(GB/ T 9270 - 1988) ;耐堿性的測定按照<建筑涂料  涂層耐堿性的測定>( GB/T 9265 - 1988) ;耐洗刷性的測定按照<建筑涂料  涂層耐洗刷

性的測定>( GB/T 9266- 1988) ;試板制備按照<建筑涂料  涂層試板的制備>( JG/ T 23 - 2001) 。


3  實驗結果與討論

將由表1 配制的三種白漿配制成外墻乳膠漆,測定性能參數, 具體數據如表2。


新型外墻乳膠漆的研制,根據乳膠漆的組成成分及在配方中起的作用, 進行了外墻乳膠漆的配方設計研究, 討論了乳液、粉料以及助劑例如填料、膨潤土、增稠劑、成膜助劑、分散劑以及消泡劑等對外墻乳膠漆性能的影響, 確定了乳膠漆的最佳配方 中國建材網,cnprofit.com



31  乳液對乳膠漆的影響

本實驗選用苯丙乳液和純丙乳液。總的來講,乳液聚合物的折光指數對涂料光澤有較大的影響,聚合物的折光指數越高, 涂膜光澤也越高。乳液粒徑幾何分布對涂膜光澤也有較大影響。細粒徑的乳液聚合物所形成的涂膜有較好的光澤; 而粗粒徑的乳液光澤較低。


對流平性的效果來說, 細粒徑的乳液聚合物配制的外墻乳膠漆流平性差, 粗粒徑的乳液聚合物配制的外墻乳膠漆流平性好。所以為了獲得光澤高且流平性又好的乳膠漆,最好選用粒徑細帶粒度分布較寬的乳液[ 5] 。


32  顏填料對乳膠漆的影響

321  對光澤性的影響

鈦白粉含量高的乳膠漆的光澤最好。如果三種顏填料總量相同的情況下, 在二氧化鈦一定時, 含輕質碳酸鈣高的比含滑石粉高的乳膠漆的光澤性要好。其原因是: 二氧化鈦的粒徑最小, 其形成的涂膜表面粗糙度最低, 故在相同的顏??基比下涂膜的光澤最高, 加入了輕質碳酸鈣后其平均粒徑增大, 粒徑分布變寬, 涂膜表面粗糙度增加, 光澤度降低。


同理,輕質碳酸鈣的粒徑小于滑石粉的粒徑, 而且滑石粉的吸油量小于輕質碳酸鈣的吸油量, 所以, 隨著滑石粉用量的增加光澤性下降。由A、B、C 白漿配置的乳膠漆, 可以看出隨著滑石粉用量的增加, 遮蓋力下降。由于鈦白粉的價格昂貴, 為了降低成本可以加入滑石粉和輕質碳酸鈣, 但也要在保證良好的性能的基礎上可適當減少用鈦白粉的比例。


322  對耐堿性的影響

鈦白粉含量對耐堿性有一定影響, 鈦白粉含量不宜過低。


323  對耐洗刷性的影響

鈦白粉含量高則耐洗刷性強, 主要也是由于鈦白粉平均粒徑小, 形成的涂膜均勻所致。


33  膨潤土對乳膠漆的影響

膨潤土是含水鋁硅酸鹽, 吸水性極強, 遇水后體積膨脹增大, 形成凝膠物, 同時膨潤土具有增稠劑的作用和改善乳膠漆的流變性, 價格低廉, 但白度低,而且用量過多會造成體系不穩定, 所以在乳膠漆中

應該限量使用。


34  增稠劑對乳膠漆的影響

增稠劑能明顯提高涂料的表觀黏度并賦予涂料觸變性等, 從而改變涂料的流動性。增稠劑使用得當可防止涂料在儲存中顏料沉淀, 防止涂裝時產生流掛, 改進施工作業性, 提高豐滿度。如增稠劑選擇不當, 則會產生凝膠或引起減黏[ 6] 。


35 成膜助劑對乳膠漆的影響

成膜助劑是一種可以揮發的增塑劑, 能促進乳膠離子的塑性流動和彈性變形, 改善其聚結性, 選擇成膜助劑一定要和乳液配套, 苯丙乳液、純丙乳液、酯丙乳液的成膜助劑不完全相同。成膜助劑用量過大時, 反而會使成膜性下降, 產生涂膜龜裂。


36  分散劑的影響

分散劑的用量不宜過多, 在P/B 確定的情況下,分散劑的有一個最佳用量點, 到這點時, 乳膠漆的黏度會明顯的突降, 而且會產生失光、成膠、附著力下降及耐水性降低等弊病[ 7] 。


37  消泡劑的影響

消泡劑實際上是一種表面活性劑[ 8] , 常用的消泡劑有低分子量的醇類、磷酸酯類、乳化硅油類及復合型類, 選擇消泡劑應基于兩點: 高效, 持久。


38  最佳配方的確定

新型外墻乳膠漆的研制,根據乳膠漆的組成成分及在配方中起的作用, 進行了外墻乳膠漆的配方設計研究, 討論了乳液、粉料以及助劑例如填料、膨潤土、增稠劑、成膜助劑、分散劑以及消泡劑等對外墻乳膠漆性能的影響, 確定了乳膠漆的最佳配方 中國建材網,cnprofit.com

根據基礎實驗和性能測試數據, 結合市場的需要, 我們提出最佳配方如表3。


4  結語

我們在基本配方的基礎上確定了各種原料用量, 通過各種性能數據測試來確定乳膠漆的配方, 得到涂刷性、耐洗刷性、耐堿性、耐候性都比較好的外墻乳膠漆。在保證性能達到國家標準的基礎上, 如果進一步調整顏??填料的結構, 可以降低成本, 以滿足不同環境和不同客戶的需求。


新型外墻乳膠漆的研制


顏 杰  唐 楷  段益琴  張承紅  鄧世華

( 四川理工學院材料與化學工程系, 四川自貢, 643000)


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