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高流平性耐沾污內墻乳膠漆的研制,高流平性耐沾污內墻乳膠漆具有較好的流平性、耐沾污性和較低的成本
2019年07月15日    閱讀量:575    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1. 引言

在內墻乳膠漆中,低成本、高PVC 的平光乳膠漆用量較大。這類乳膠漆流平性和耐沾污性不良。適當地采取一些技術措施可以在一定程度上減緩該類乳膠漆的這!2點不足,例如使用流平劑,增大成膜助劑和“濕邊助劑”的用量等,但很難完全消除,且使涂料成本有所提高以及VOC增大等中國建材網cnprofit.com


可以從克服涂膜的致密性差、使涂膜具有憎水性等途徑來提高這類涂料的耐沾污性能。筆者曾根據這一原理研制了系列耐沾污性能良好的水性建筑涂料。例如耐沾污仿瓷涂料、耐沾污乳膠漆和耐沾污有機- 無機復合涂料等。這類涂料中有些品種已經工業化生產并在工程中使用。


作為這一技術的延伸,筆者結合以前關于高流平性乳膠漆的研究,研制了一個耐沾污建筑涂料的新型品種———高流平性耐沾污乳膠漆。


2  高流平性耐沾污乳膠漆的耐沾污機理

高流平性乳膠漆的特征是其流平性較好,但耐洗刷性一般(在300次左右),如果將前述涂料的耐沾污技術引入該類涂料時再追求前面幾種涂料所具有的耐洗刷性,則涂料的流平性和經濟性都會受到影響,故而無法達到題述涂料的性能特征。因而,需要換一個角度考慮如何提高耐沾污性能的問題。


即,一是使涂膜致密并具有憎水性;二是不過高地追求耐洗刷性。這樣,污染物不會隨著水分被吸附進涂膜中;即使涂膜沾染上贓物,由于涂膜的耐洗刷性不強,洗刷時在稍微損傷涂膜的情況下而將贓跡徹底清洗掉,從而使涂膜具有高流平性和耐沾污性。


3 試驗

3.1  原材料

試驗中所用的原材料大部分是配制乳膠漆的常用原材料,其中包括:臺灣長興公司的6512乳液;美國羅門哈斯公司的OROTAN 731 分散劑;美國伊士曼公司的TEXANOL酯醇;臺灣德謙公司的082 號消泡劑和MB-11水性涂料防腐劑;聚乙烯醇和膨潤土( 增稠劑、懸浮劑) 。


聚乙烯醇能夠賦予涂料良好的流平性;膨潤土能夠發揮懸浮特性,避免涂料的沉降分層。所使用的顏、填料有銳鈦型鈦白粉、立德粉、輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣和硅灰石粉等。此外,在配制過程中還使用具有低表面能的耐沾污劑以使涂料具有所要求的耐沾污性能。


3.2  試樣制備程序

3.2.1 料漿制備

將水和各種助劑一起混合均勻后,加入膨潤土漿和顏、填料攪拌均勻。然后,再加入耐沾污劑攪拌均勻。將所得料漿磨至細度小于30um,備用。


3.2.2 聚乙烯醇增稠溶液的制備

以2399 型號的聚乙烯醇為主,并加入適當助劑而構成。按擬訂方法在約95oc下溶解聚乙烯醇,并制得聚乙烯醇增稠溶液,備用。


3.2.3 涂料配制

將磨細料漿、聚乙烯醇增稠溶液和苯丙乳液按比例混合均勻,制得涂料試樣。


3.2.4 涂料性能檢驗

將所得涂料試樣按GB9152規定的方法制板,進行耐沾污性、耐洗刷性的試驗。同時,進行涂料貯存性(沉降分層情況)的觀察。


4 結果與討論

4.1 耐沾污劑用量對涂膜耐沾污性能的影響

內墻涂料的受沾污情況與外墻涂料不同。外墻涂料的污染主要來自大氣中和建筑物的其他結構構件;內墻涂料的污染主要是人為沾污,例如,墨跡、臟痕等。此外,內墻涂料的產品標準中也沒有對耐沾污性項目的規定(但內墻涂料確實存在著因受到沾污而影響其有效裝飾期限問題)。


因而,在試驗過程中沒有按照GB/T 9780《建筑涂料涂層耐沾污性測定法》中規定的以粉煤灰作為污染源的方法進行耐沾污試驗。所用的方法是以墨水、墨汁為污染源,并采用以水沖洗或洗刷的方法檢驗其耐沾污性。即將墨水、墨汁滴在試板上,分別在墨水、墨汁未干時和干燥12h 后用水沖

洗并洗刷(這樣進行試驗可能更接近內墻涂料受污染的實際情況)。試驗的結果如表1 所列。

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從表1 的結果可以看出,當耐沾污劑的用量太低時,并不能使涂膜具有耐沾污性。這是因為,耐沾污劑是一種表面能很低的材料,用之于涂料中可以起到2種作用,一是可以充塞涂膜中的孔隙,使涂膜更致密;二是由于其表面能很低,可以使涂膜中的孔隙產生斥水性。


但是,當其用量較低時耐沾污劑在涂膜中的這兩種作用都不明顯。只有在超過一定用量時耐沾污劑在涂膜中的這2 種作用才能明顯地體現出來。


4.2  苯丙乳液用量對耐洗刷性的影響

基料,即苯丙乳液的用量直接影響涂膜的耐洗刷性。除此之外,聚乙烯醇的用量也會影響耐洗刷性,但不是本研究所要探索的重點。苯丙乳液的用量對涂膜耐洗刷性的影響的試驗結果如表!2所列。

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如前述,本涂料不過高地追求耐洗刷性,因而選取10%左右的苯丙乳液用量即可滿足現行國家標準關于對涂料耐洗刷性的要求。


4.3  膨潤土的用量對涂料貯存穩定性的影響

膨潤土的用量對涂料貯存穩定性影響的試驗涉及到諸如涂料的黏度變化、腐敗和返粗等性能的檢驗。但從商品角度講,現代涂料是不允許涂料在貯存期內有嚴重沉降分層情況出現的,更不用說嚴重的腐敗和返粗等情況了。


所以從這些情況考慮只要檢驗涂料在14d 置放期內涂料沉降分層情況就可以了。本涂料使用膨潤土和聚乙烯醇分別作為有機增稠劑和無機增稠劑。當保持聚乙烯醇的用量不變時,膨潤土用量對涂料沉降分層情況的影響如表3 所列。

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當膨潤土的用量較低時,涂料仍會出現較嚴重的分層,隨著膨潤土用量的提高,涂料黏度逐漸增大,沉降分層情況逐漸消失。


當再進一步增大膨潤土的用量時,涂料的觸變性變得過大,流平性和容器中狀態變差。因而,膨潤土的用量不宜過大。在保持涂料稍有沉降分層的情況下,再采取稍微調整聚乙烯醇增稠溶液用量的措施來避免涂料的沉降分層,能夠得到較好的結果。


5 配方、性能及綜合評價

5.1 高流平性耐沾污乳膠漆的配方

通過幾種主要原材料用量對涂料性能影響的試驗結果的分析,并進行綜合考慮,得到高流平性耐沾污乳膠漆的配方( 見表4) ,按該配方重新配制涂料進行檢驗,證明該配方是可行的。


5.2  高流平性耐沾污乳膠漆的性能

按表4 的配方配制的涂料其技術性能的測試結果如表5 所列。

按目前各種原材料的市場價格,對表4的配方進行成本核算,其原材料成本在2元/kg 以下。在保持各項性能完全滿足現行國家標準,并具有耐沾污性能和流平性較好的情況下,能夠被市場所接受。


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5.3 綜合評價

?以聚乙烯醇和膨潤土代替羥乙基纖維素和常用的觸變性較強的增稠劑,使涂料具有較好的流平性。

?將耐沾污技術應用于高流平性乳膠漆中,使涂膜具有憎水性。當涂膜受到沾污時,其憎水性可阻止沾染源隨著水分向涂膜中滲透。

?在保持較好的“開罐效果”、涂裝性能和滿足現行國家標準要求的情況下,盡可能減少各種昂貴原材料的用量,并進行優化配合,從而保持較低的成本。

?通過在涂料中使用耐沾污劑,使涂膜的觸感得到明顯的改善。

本研究所提出的概念是一種新的涂料配方思路,至今尚未見報道,其合理性和可行性還有待于實踐的檢驗和業界同仁的認可。


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