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外墻乳膠漆耐候性研究,采用天然曝曬和人工老化方法研究了各種純丙乳液和硅丙乳液的耐候性
2019年07月23日    閱讀量:174    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

0 引 言

乳膠漆性能優異、施工方便、對環境無污染, 是目前國內外發展最快的建筑涂料品種。但是市場上乳膠漆質量參差不齊, 有些涂有乳膠漆的建筑物在5年以上尚能保持滿意的裝飾效果, 也有些工程涂裝僅僅幾個月就出現了褪色現象。究其原因, 除部分是由于不當的施工方法以外, 大多是乳膠漆所使用的原料所致中國建材網cnprofit.com


乳膠漆中所使用的原料主要是乳液、顏填料和助劑等, 部分文獻討論了影響乳膠漆耐候性的因素[ 1- 3], 并以此制得了耐候性較好的乳膠漆[ 4] 。為了解決乳膠漆在使用中出現的褪色問題, 需要對使用的原料進行耐候性測試, 本文著重研究了各種類型乳液及其制備的不同PVC 的白色乳膠漆、以及這些白色乳膠漆與色漿配制的淺色乳膠漆的耐候性。


1 實驗部分

1. 1 原料

選用國內市場常用的純丙乳液( A )、無皂純丙乳液( B)、核殼型純丙乳液( C)、硅丙乳液( D )、二氧化鈦(金紅石型)、重質碳酸鈣、助劑等。


1. 2 乳膠漆配制

實驗配方見表1。

表1 實驗配方

外墻乳膠漆耐候性研究,采用天然曝曬和人工老化方法研究了各種純丙乳液和硅丙乳液的耐候性 中國建材網,cnprofit.com

按照表1所示實驗配方順序依次加入水、助劑、顏填料, 高速分散至細度合格, 加入乳液、成膜助劑、增稠劑后加入pH 調節劑至pH 值為8.5。


1. 3 樣板的制備

按GB /T9152-2001制備。


1. 4 實驗室加速曝曬(人工老化)

采用美國A tlas公司的W eather- o- M eter耐候曝曬機, 用氖弧燈作光源, 涂料樣板置于繞燈作水平旋轉的圓筒內壁, 間歇定時噴水于樣板, 以模擬日曬雨淋。


1. 5 天然曝曬

在廣東中山市曝曬, 樣板朝南。


1. 6 顏色測定

使用日本SUGA公司MCS- 1多光源分光測色儀。


2 結果與討論

2. 1 乳液的影響

為了提高乳液的耐候性、保色性和耐沾污性, 乳液生產商采用了一系列先進的乳液合成技術如無皂乳液聚合和核殼乳液聚合技術, 并開發了一些新的品種, 如硅丙乳液、氟碳乳液等。硅丙乳液通過接枝有機硅從而提高了涂膜的保色、保光性。表2列出了一些乳液的物理性能及其清漆耐候性測試結果。

表2 外墻用乳液的物理性能及其清漆耐候性測試結果

外墻乳膠漆耐候性研究,采用天然曝曬和人工老化方法研究了各種純丙乳液和硅丙乳液的耐候性 中國建材網,cnprofit.com

表2顯示4種乳液清漆膜經室外曝曬70 d, 色差變化為A = B> C > D。表明具有核殼結構粒子的純丙乳液和硅丙乳液具有較好的耐候性。

采用以上4種乳液按表1中配方1的配比制備了白色乳膠漆, 表3 列出了這4 種白色乳膠漆經500 h人工加速老化試驗和樣板經過12個月( 2004-04- 30-- 2005- 04- 30)室外曝曬試驗, 涂膜粉化和色差? 的變化情況。


外墻乳膠漆耐候性研究,采用天然曝曬和人工老化方法研究了各種純丙乳液和硅丙乳液的耐候性 中國建材網,cnprofit.com

從表3中可以看出, 乳液的耐候性、保色性對乳膠漆的耐候性具有很大的影響。由具有核殼交聯結構的純丙乳液和有機硅單體改性的硅丙乳液組成的乳膠漆具有較好的耐候性, 色差變化較小, 而在該實驗條件下乳液類型對涂膜粉化影響不大。純丙乳液以丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體為主, 采用乳液聚合工藝而成。


而硅丙乳液由于乙烯基有機硅單體與丙烯酸酯單體共聚而成, 有機硅單體中S i- O 鍵的鍵能大, 使硅丙乳液具較高的耐熱性, 又由于其結構中含有有機基團, 因而又具有高分子化合物的韌性。


在丙烯酸酯乳液結構中接枝一定數量的有機硅基團進行改性, 使所得樹脂能兼具兩種樹脂的優點, 又能彌補各自的不足, 更能適合外墻環境對涂料性能的要求,有機硅丙乳液具有更優良的耐候、耐光性、抗顏料粉化性, 所以D 乳膠漆在曝曬后色差變化較小。


2. 2 不同PVC的影響

在上述配方基礎上, 通過調整配方的PVC, 使用以上4種乳液制備了白色乳膠漆, 刷板后進行曝曬實驗, 實驗結果見表4。

外墻乳膠漆耐候性研究,采用天然曝曬和人工老化方法研究了各種純丙乳液和硅丙乳液的耐候性 中國建材網,cnprofit.com

由表4可見, 不同PVC 乳膠漆室外曝曬后均未粉化, 從變色結果看高PVC 的乳膠漆容易變色, 低PVC 的乳膠漆變色較小, 這說明乳液含量高, 耐候性好。同時也再一次驗證了具有核殼交聯結構的純丙乳液和硅丙乳液具有較高的耐候性。C 乳膠漆所用的乳液由于引入了特種功能基團, 所以白色漆曝曬后的變色結果基本與硅丙乳液基本一致。


2. 3 著色顏料的影響

外用乳膠漆中通常采用金紅石型二氧化鈦作為白色顏料, 然后添加各種著色顏料漿制成各色涂料。著色顏料或顏料漿可賦予乳膠漆各種色彩, 增加涂料的機械性能, 它對涂料的耐候性影響很大。外墻乳膠漆暴露于太陽光下, 要求在一定時間內涂膜不變色、不褪色, 因此選擇的顏料或顏料漿應具有保持色澤穩定的耐候性能。


用硅丙乳液D 制備的PVC 為47%的乳膠漆作為標準白漆, 選擇了耐候性較好的外用顏料色漿配成淺色漆, 進行了人工老化和天然曝曬實驗, 結果見表5。

表5 著色樣板經天然曝曬和人工老化結果對比

外墻乳膠漆耐候性研究,采用天然曝曬和人工老化方法研究了各種純丙乳液和硅丙乳液的耐候性 中國建材網,cnprofit.com

從表5結果可見, 以上色漿加入量較少( 0.5% )時, 天然曝曬12個月和人工老化250 h后涂膜均不起泡, 不剝落, 變色為1級(單偶氮紅為2級) , 粉化為0級, 涂膜老化性能符合GB /T9755- 2001。氧化鐵系色漿和炭黑色漿加入白色乳膠漆中, 天然曝曬12月后色差變化減少, 表明這些色漿耐曬性優于金紅石型二氧化鈦, 可以在外墻乳膠漆中使用。


有機顏料組成的酞菁藍、DPP紅和單偶氮黃色漿加入白色乳膠漆中, 天然曝曬12月色差變化大于白色乳膠漆, 因此這些色漿在乳膠漆中應謹慎使用。而單偶氮紅色漿配成的淺紅色漆, 12個月的色差變化為14. 80, 遠遠大于白色乳膠漆, 可見它不適于應用在淺色乳膠漆中。


3 結 語

( 1)核殼型純丙乳液和硅丙乳液組成的乳膠漆具有較好的耐候性, 清漆和色漆曝曬后色差變化較小, 同時在該實驗條件下乳液類型對涂膜粉化影響不大。

( 2)高PVC 乳膠漆容易變色, 低PVC 乳膠漆變色較小, 說明乳液含量高, 耐候性好。

( 3)氧化鐵系色漿和炭黑色漿加入白色乳膠漆中, 提高了白色乳膠漆的耐候性; 酞菁藍、DPP紅和單偶氮黃色漿加入白色乳膠漆中, 降低了白色乳膠漆的耐候性; 單偶氮紅色漿不適合應用在淺色乳膠漆中。


外墻乳膠漆耐候性研究


王存軍1, 陳炳強1, 張發愛2

( 1. 中山市三和氣霧有限公司技術中心, 528429; 2. 桂林工學院材化系, 541004)


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