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乳膠漆低溫施工的性能研究,對影響乳膠漆低溫施工的幾個因素進行了分析討論,并進行了實驗驗證,最后提出了乳膠漆低溫施工性能改進的建議
2019年07月19日    閱讀量:711    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

 隨著現代科學技術的進步和社會的發展,建筑涂料的發展水平已經成為一個國家經濟發達的重要標準之一,建筑外墻涂料由于具有質輕、色彩豐富、易于翻新等特點,已經被普遍采用。



但是普通外墻乳膠漆具有的成膜特性不足以滿足冬季低溫施工的條件,為了適應此種情況,在原有成熟乳膠漆技術的基礎上做了部分改進,配制出了滿足上述施工條件的低溫施工外墻乳膠漆。


1 實驗部分

1. 1 實驗原料及儀器

原料:乳液,鈦白粉及填料,助劑,遮蓋聚合物中國建材網cnprofit.com

儀器: Ci4000 氙燈耐氣候老化測試儀, 美國ATLAS公司生產; JTX建筑涂料耐擦洗儀,上海現代環境工程技術有限公司; SFJ高速實驗分散機,上海現代環境工程技術有限公司; 冰箱, 控溫穩定在0℃; PL2002 電子精密天平,梅特勒- 托利多儀器(上海)有限公司。


1. 2 涂料制備

按照實驗方案首先進行乳液的選擇,然后對遮蓋聚合物和成膜助劑以及二醇類物質的用量進行優化,配制出不同配方的乳膠漆。


1. 3 性能測試

試板的選用參照GB /T 9755 - 2001標準要求,放入溫度控制在0℃的冰箱內,冰凍12h,使試板的溫度調整至0℃狀態,制板時的溫度即為0℃,模擬冬季低溫施工狀態, 0℃條件養護7d。按照GB /T9755 - 2001標準要求進行各種性能的測試。


2 結果與討論

2. 1 乳液的影響

考慮到對乳膠漆低溫成膜影響較大的因素為乳液,因此選用優質的能低溫成膜的乳液。表征乳液成膜性的指標為最低成膜溫度(MFT)和玻璃化溫度(Tg) [ 1 ] 。最低成膜溫度MFT是乳膠體系形成連續涂膜的最低溫度。


一般外墻用乳液最低成膜溫度為20℃左右,這樣的乳液其成膜溫度要求較高,所做成的乳膠漆最低只能在5℃以上施工,不能適應低溫施工的要求。而過低的最低成膜溫度會造成涂膜后期的高溫回粘,耐沾污性和耐老化性能迅速下降。在0℃制板,測試最低成膜溫度對漆膜性能的影響,見表1。


由表1可見,耐沾污性隨著最低成膜溫度的降低先減小后增大,這是由于MFT高時在低溫成膜不好,造成沾污性不好,數值較高;隨著MFT的降低,成膜較好,耐沾污性提高;但是,MFT繼續降低,涂膜的高溫回粘特性顯現出來,耐沾污性則下降。

表1 0℃制板,最低成膜溫度對漆膜性能的影響

乳膠漆低溫施工的性能研究,對影響乳膠漆低溫施工的幾個因素進行了分析討論,并進行了實驗驗證,最后提出了乳膠漆低溫施工性能改進的建議 中國建材網,cnprofit.com

 耐擦洗和耐老化性能則隨著MFT的降低,其性能則先提高后降低,原因與耐沾污性的相同。最終選取最低成膜溫度為15℃的乳液作為基礎乳液,經過配方內助劑的調整使乳膠漆在0℃施工,以達到低溫施工的要求[ 2 ] 。


2. 2 遮蓋聚合物

配方中加入了具有特殊功能的遮蓋聚合物。遮蓋聚合物是一種硬而不成膜的共聚物分散體,平均直徑約0. 4μm,壁厚為0. 05μm的中空微球。在原料狀態,共聚物球體內充滿水,成膜時水從共聚物殼內不可逆的擴散出來,留下一個完全封閉的散光微粒,它的外殼具有較高的玻璃化溫度。


玻璃化溫度Tg值是一個2級轉變溫度,表明聚合物從玻璃狀態的脆性物質轉變成能撓曲的可塑性物質的溫度。在乳膠漆的干燥過程中,玻璃化溫度是乳膠漆聚合物粒子變形并聚結成樹脂狀結構涂膜能力的最方便的量度。當采用較多的硬單體聚合而成的乳液相應的會有較高的Tg值, Tg值高,涂膜的硬度高,回粘少,耐沾污性會相應的提高。


遮蓋聚合物干燥時會填充在乳膠漆顏料顆粒所形成的空洞內,提高了涂層的致密性,能夠明顯提高涂層的耐沾污的性能,剛性外壁填充留下的空隙在阻止灰塵沾附的同時并不阻礙水分子向外擴散,從而適應了低溫潮濕墻面的施工情況,較好的解決了耐沾污和透水性的平衡。


這樣,加入遮蓋聚合物可以有效降低由于最低成膜溫度降低帶來的耐沾污性下降的負面影響 3 ] 。通過不同的添加量,可以達到耐沾污性的適度提高,具體數據見表2。

由表2可見,耐沾污性隨著遮蓋聚合物的加量增大而提高,但是當加量增大到3%時,繼續加入則沒有繼續提高,可見, 3%是個比較優化的比例,所以下面實驗均選用這個比例作為基準。


表2 遮蓋聚合物加量對耐沾污性的影響

遮蓋聚合物加量/%           耐沾污性/%

0                                             18

1                                             16

2                                             12

3                                             11

4                                             11


2. 3 助劑的影響

通過配方內成膜助劑的調整可以有效地降低乳液的最低成膜溫度,同時調整二醇類物質的用量可以延緩漆膜的開放時間,適當增加用量還可以提高涂料的抗凍性。


3 結語

選用最低成膜溫度為15℃的乳液,可以獲得低溫施工和外墻各種性能的平衡,添加3%的遮蓋聚合物可以進一步彌補耐沾污性下降的不足,對成膜助劑和二醇類物質的優化可以使外墻乳膠漆低溫成膜良好,達到了冬季低溫施工的要求。


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