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 ]
六合平特
home 您現在的位置: 首頁 >裝修百科 > 詳細信息
高性能超低VOC墻面涂料的研制,闡述了采用絡合銀離子乳液制備高性能超低VOC墻面涂料,探討了超低VOC技術的幾大關鍵點以及如何生產這種超低VOC高檔內墻環保乳膠漆
2019年07月15日    閱讀量:600    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

0 前 言

目前世界各國對涂料揮發性有機物( V O C )的排放限制越來越嚴,例如在中國H J B Z4-1999《水性涂料環境標志技術要求》規定,產品中V O C含量應小于250 g/L(不扣水)。1999年標準又修訂為HBC 12-2002《環境標志產品技術要求 水性涂料》,V O C含量要求為100 g/L(扣水),嚴格了6倍多。


而在2005年又再次修改標準為H J / T 201-2005,其中VOC含量要求進一步降低為80 g/L(扣水)中國建材網cnprofit.com。在美國,1999年生效的A I M條例,即建筑涂料和工業維護涂料管制條例(Architectural and Industrial Maintenance CoatingsRules)規定,內外用乳膠漆VOC最高限定值為250 g/L。


在德國,申請藍天使(blauer engel)環境標志涂料,要求其VOC不超過700×10-6,約為1.05 g/L。原因是揮發性有機物會與O2、N O x產生光化學反應形成臭氧,影響環境質量,對人類健康不利。因此,低V O C和超低V O C乳膠漆就在這種情況下產生。


目前還沒有超低V O C乳膠漆的確切定義,暫且將“在涂料配方中不添加有機可揮發性物質以及所用乳液中不含任何有機溶劑的涂料,VOC檢測值低于2 g/L的乳膠漆”定義為超低VOC乳膠漆。本文介紹的是研發一款高性能超低V O C內墻乳膠漆。下面將著重討論各個技術關鍵點對涂料性能的影響,以及如何生產這種高質量超低VOC產品。


1 試驗部分

1.1 主要原料

自交聯純丙絡合銀離子乳液:EP-18 (國外某廠家試驗樣品);鈦白粉:Ti-R902+;煅燒高嶺土:HS801A;1250目超細滑石粉;1 500目超細硅藻土;消泡劑和潤濕分散劑:科寧化學、科萊恩以及杜邦;防腐防霉劑: P C T S化學;締合型增稠劑:陶氏化學;遮蓋型聚合物:陶氏化學;NaOH:化學分析級;純水。


1.2 試驗配方(見表1)

高性能超低VOC墻面涂料的研制,闡述了采用絡合銀離子乳液制備高性能超低VOC墻面涂料,探討了超低VOC技術的幾大關鍵點以及如何生產這種超低VOC高檔內墻環保乳膠漆 中國建材網,cnprofit.com

1.3 試驗操作

在高速攪拌分散機下,按600 r/min的轉速按比例準確加入1和2,分散3 min后再加入3,攪拌至完全溶脹開來為止。 接下來,按順序加入4~6,并充分攪拌均勻。下一步提高轉速至1 300 r/min,按順序分別加入7~10,并高速分散20 min,待細度符合要求后,降低轉速至600 r/min,并繼續按順序依次加入11~19,且要求攪拌充分均勻,待穩定后可出料測定其性能。


1.4 檢測方法

硬度:按GB/T 1730-93方法測試;

耐沾污性:按內墻去除污漬能力評定方法測試(企業內部方法);

彈張性:借鑒彈性涂料J G / T172-2005中內墻要求(標準狀態下斷裂延伸率% )規定測定(企業內部方法);

最低成膜溫度(MFFT):按GB/T 9267-1988規定進行,采用最低成膜溫度儀測定(企業內部方法);

揮發性有機化合物( V O C )總含量:按G B 18582-2008附錄A方法測定;以及HJ/T 201-2005中方法測定;

抗菌性和防霉性:按HG/T 3950-2007中方法測定;

氣味:按低氣味測試方法(企業內部方法);

抗回黏性:涂膜抗黏連性測試方法(企業內部方法);

其余性能:按G B / T 9756-2008中優等品指標進行測定。


2 結果與討論

2.1 超低VOC技術幾大關鍵點的突破

2.1.1 乳液的選擇

本試驗分別選取國外知名化學公司研發的6種乳液,分別是: V A E(H E C膠體保護)、V A E(表面活性劑保護)、核殼類型、長直鏈線型高分子聚合型、自交聯絡合銀離子型、核殼+自交聯雙功能型,試驗配方分別標號為A、B、C、D、E、F代表制備成P V C為50%的內墻乳膠漆,配方中不加任何成膜助劑和抗凍劑。試驗結果如表2。

高性能超低VOC墻面涂料的研制,闡述了采用絡合銀離子乳液制備高性能超低VOC墻面涂料,探討了超低VOC技術的幾大關鍵點以及如何生產這種超低VOC高檔內墻環保乳膠漆 中國建材網,cnprofit.com

由表2可見: V A E類型乳液(A和B配方)在平行比較來看,其特點是氣味比較輕微,但在性能方面尤其是在耐沾污性方面比較差,這與其結構中醋酸乙烯酯單體的吸水性強有關。


長直鏈型乳液(D配方)在成膜性方面表現得較好,耐擦洗好,但涂膜較軟,整體強度也不夠,抗凍融性不好。核殼類型乳液(C和F配方),在彈張性和硬度兩方面平衡不好,尤其在耐擦洗方面表現較差,這可能是硬核組分在成膜過程中未起到應有的黏結成膜功能,導致最終成膜的結合力大大降低的緣故,產品氣味差,化學殘單氣味較濃, 但其在耐沾污性能體現出來的優勢比較明顯。


相比較自交聯絡合銀離子乳液(E配方),各個方面均衡比較好,具有很好的低溫成膜性,又有比較好的彈張性和耐沾污性的平衡,但在抗凍融穩定性方面還有待提高。綜合評定,選擇自交聯絡合銀離子乳液E為

本試驗的基礎乳液。


2.1.2 PVC范圍的確定

本試驗選擇自交聯絡合銀離子的功能性乳液,不加任何成膜助劑和助溶劑,改變涂料的P V C,考察涂料P V C對內墻涂料成膜性和涂膜機械性能的影響。并選擇最合適的P V C范圍。同乳液不同P V C的乳膠漆性能檢測結果如表3。

高性能超低VOC墻面涂料的研制,闡述了采用絡合銀離子乳液制備高性能超低VOC墻面涂料,探討了超低VOC技術的幾大關鍵點以及如何生產這種超低VOC高檔內墻環保乳膠漆 中國建材網,cnprofit.com

注:耐沾污性和回粘性中:5—最好,0—最差。

由表3的數據可見:

(1)從耐凍融穩定性、低溫抗開裂性、彈張性、耐擦洗性以及光澤都明顯隨著P V C的增大而下降,尤其是在55% P V C時各個性能都有明顯的下降,推測55%PVC已經超過了CPVC界線。

(2)從M F F T表現來看,隨著P V C的增加,其成膜溫度也相應提高,因為隨著P V C的增高,涂膜由柔性逐漸轉變為剛性。

(3)耐沾污性的數據表現出一種拋物線形狀,在45% P V C時達到頂峰。從理論上來看,當P V C逐漸小于C P V C時,涂膜能保證完全成膜,表面會呈現光滑無粗糙的孔隙,所以污漬很難滲透到涂膜里層,都停留在表面,這時耐沾污性主要由涂膜的軟硬程度來決定。P V C越低,涂膜表現的越軟,雖然污漬不能滲透進去,但卻能粘住污漬,使其難以被清除干凈;而相反當P V C逐漸超過C P V C時,涂膜不能完整成膜,其表面較粗糙,孔隙率也隨著P V C的增加而加大,雖然涂膜的硬度也有明顯增加,但污漬能很容易的滲透入涂膜里層,導致耐沾污性明顯變差。45% P V C推測就在C P V C附近,略小于C P V C,有很好的耐沾污性能。

(4)抗回黏性是隨著P V C的增加而逐漸提高的,這主要是因為隨著P V C的增加,涂膜也逐步由軟變硬的結果。

綜合以上分析結果來看,將配方的P V C范圍設定在45%左右,可以較好平衡各種性能,但抗凍融性還需要進一步提高。


2.1.3 凍融穩定性的改進

凍融穩定性對普通水性乳膠漆是很容易解決的問題,普通的方法就是多加點E G或P G降低水的冰點。但對超低V O C涂料來說,E G和P G不能添加使用,在這種情況下要通過選用不含V O C且能有效降低水的冰點提高乳液穩定性的表面活性劑B來提高產品凍融穩定性。試驗以45%配方為基礎添加各種表面活性劑B,測試結果如表4。

高性能超低VOC墻面涂料的研制,闡述了采用絡合銀離子乳液制備高性能超低VOC墻面涂料,探討了超低VOC技術的幾大關鍵點以及如何生產這種超低VOC高檔內墻環保乳膠漆 中國建材網,cnprofit.com

由表4的數據來看,4種助劑對V O C沒有影響。但對凍融穩定性影響不同,1#和3#兩助劑有明顯的改善作用,且有效添加量都在可接受的范圍。兩者相比較,3#對抗回黏性沒有負面影響,綜合性能較好。


超長E O鏈表面活性劑的超長E O鏈能在水中有很好的相容性,能使其牢牢吸附在乳液表面水合層上,大大增加了乳液自身的穩定性,即使在低溫結冰時也能有效地避免乳液破乳現象的產生,從而提高了抗凍融穩定性。同時經試驗測試最小有效添加量僅為0.5%,性價比較高。


而1#樣品雖然在抗凍融穩定性方面也有很好的表現,但在成膜過程中揮發極慢,甚至不揮發,殘留在涂膜中會降低涂膜的抗粘連性能。相比較,2#和4#對提高凍融穩定性作用不大。綜上所述選擇超長E O鏈的表面活性劑,添加量為0.5%來提高此產品的凍融穩定性。


2.1.4 表實干性的調節

表實干時間的調節對于超低V O C乳膠漆來說相當關鍵,因為這關系到涂料施工時的流平性和涂刷手感。即使在中國習慣施工時大量加水稀釋,也會因為超低V O C配方里缺乏保水劑而使干燥速度明顯加快,給施工帶來的困難。所以在超低V O C乳膠漆中通過合理的選用能有效延緩干燥時間的表面活性劑是十分重要的。同樣試驗以45%配方為基礎,按配方總量0.5%比例添加各種表面活性劑A,測試結果如表5、圖1。

表5 添加表面活性劑A的乳膠漆性能檢測結果

高性能超低VOC墻面涂料的研制,闡述了采用絡合銀離子乳液制備高性能超低VOC墻面涂料,探討了超低VOC技術的幾大關鍵點以及如何生產這種超低VOC高檔內墻環保乳膠漆 中國建材網,cnprofit.com

從表5和圖1中可以看出,添加含氟磷酸酯鹽的表面活性劑對原超低V O C體系(5#樣品)的表干實干都有較為明顯的幫助。同時分別將上述3個樣品按習慣進行30%稀釋后再次比較表干時間,結果如圖2。

高性能超低VOC墻面涂料的研制,闡述了采用絡合銀離子乳液制備高性能超低VOC墻面涂料,探討了超低VOC技術的幾大關鍵點以及如何生產這種超低VOC高檔內墻環保乳膠漆 中國建材網,cnprofit.com

由圖2可以看出,在不同稀釋比例條件下,7#樣品確實能有效延長涂膜的表干時間,30%稀釋后表干時間接近30 min,這與普通乳膠涂料30%開稀后的表干時間相近,可以滿足在正常的施工條件進行各種施工,針對7#(含氟磷酸酯鹽)助劑進行了優化用量試驗,經測試其添加量在0.2%~0.3%就能明顯延長表干時間。如果添加量過大會引起抗黏連性差和不易去除水性污漬等問題,同時加量過大也會造成消泡困難。


2.1.5 配方中其他助劑(超低VOC)的選擇

乳膠漆配方助劑除了潤濕劑還應有分散劑、消泡劑、流變增稠劑、防腐防霉劑和p H調節劑。這些助劑除了選取超低V O C和低氣味外,還要注意與體系配套穩定性。

(1)分散劑的選擇

通常在乳膠漆配方中常用的分散劑主要有聚羧酸鹽和共聚物類兩大類,每類都有銨鹽和鈉鹽兩種。聚羧酸鹽分散劑以水為分散介質不含任何有機溶劑,且對無機顏料有很好的分散性。考慮到成膜揮發過程中對氣味的影響,本試驗采用聚羧酸鈉鹽作為分散劑,其用量約占配方的0.5%~0.8%。

(2)消泡劑的選擇

乳膠漆制備過程中必須加入少量的水性消泡劑以確保涂料及其涂膜有良好的外觀。常用的消泡劑有礦物油類、有機硅類及有機極性化合物類。其中前兩類消泡劑中揮發性有機化合物含量較少,主要為一些有機硅、無機硅( S i O2)、金屬皂、礦物油、水及乳化劑的混合物,雖然消泡劑用量占配方比例不多,但還是要優先考慮超低V O C級別的消泡劑。本試驗選用有機硅完全乳化并復配無機疏水顆粒的超低V O C消泡劑,其在消泡、抑泡及脫泡等方面效果都較好,并且不易引起涂膜產生魚眼、縮孔等弊病。

(3)流變增稠劑的選擇

乳膠漆常用的增稠劑有3大類,纖維素(HEC)、丙烯酸乳液類( A S E和H A S E )、聚氨酯類( H E U R )。其中聚氨酯類( H E U R )含有一定量的有機溶劑,但近年來很多國外公司都推出了超低V O C的新型H E U R類增稠劑,還保留H E U R類增稠劑的特點,同時又大大降低了自身的氣味。本試驗選擇改性羥乙基纖維素搭配H A S E增稠劑來獲得穩定的中低剪切黏度,并復配添加超低V O C的H E U R類增稠劑,使制備的乳膠漆具有良好的貯存穩定性、開罐外觀、施工手感和涂膜外觀,同時又不會增加乳膠漆的VOC含量。

(4)pH調節劑的選擇

普通乳膠漆中習慣以有機胺(AMP-95)或氨水作為p H調節劑。但本試驗考慮到要求超低V O C和低氣味,所以選用15%的N a O H水溶液作為p H調節劑,這樣可有效避免了產生V O C和氣味的問題。用15%的N a O H水溶液將乳膠漆的p H值調節到8.0~8.5間即可。需要注意的是N a O H不具有類似A M P -95的潤濕輔助作用,所以配方中的分散劑用量也需要適當增加一點。

(5)罐內防腐劑的選擇

防腐劑通常在乳膠漆中都會有添加,其目的就是為了避免乳膠漆發臭腐敗變質。絡合銀離子乳液在試驗測試中發現其對罐內防腐性也有一定的幫助,但制備超低V O C環保乳膠漆還必須額外添加罐內防腐劑來提供足夠的罐內防腐穩定性。從環保角度考慮選M I T + B I T的組分更為合適,添加量約為配方總量的0.2%。


2.2 生產前設備管道的殺菌消毒處理

傳統乳膠漆中含有較多的助溶劑,這些助溶劑雖然屬于V O C的范疇,但其對抑制各種細菌生長有明顯的效果,生產高環保性產品,V O C含量很低,產品容易被細菌污染,所以在生產和制作超低V O C產品的各個階段都必須對生產設備、管道、包裝設備進行嚴格的消毒。按經驗配制0.8%~1.0%次氯酸鈉溶液,采用噴淋或浸泡6~8 h的方法即可有效殺滅殘留在管道中的各種細菌,減少高環保產品產生腐敗變質的風險。待殺菌消毒完成后用硫酸中和至p H值在6~9范圍,即可排放入污水處理池中進行處理了。


2.3 性能指標列舉

根據上述優化試驗所制得的新型抗菌環保超低VOC墻面漆的性能指標具體如表6。

高性能超低VOC墻面涂料的研制,闡述了采用絡合銀離子乳液制備高性能超低VOC墻面涂料,探討了超低VOC技術的幾大關鍵點以及如何生產這種超低VOC高檔內墻環保乳膠漆 中國建材網,cnprofit.com

3 結 語

本試驗制備的高性能超低V O C墻面漆是通過選擇特殊的自交聯絡合銀離子乳液,設置合理的P V C范圍,選擇合適的潤濕劑提高凍融穩定性延長涂膜開放時間并配合以合適超低V O C低氣味助劑搭配來完成的。

該新型超低V O C墻面漆其性能可達到國家內墻涂料標準中優等品的要求,V O C數值根據G B18582-2008和HJ/T201-2005中標準測試都顯示含量極少(未檢出),同時抗菌性能能符合H G / T3950-2007中要求。是一種高性能超低VOC環保型內墻乳膠漆。


標簽:行業資訊原料動態建材百科產品資訊建材商道建材應用裝修百科市場評論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