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耐沾污乳膠漆的研制 在耐沾污型厚質丙烯酸瓷質涂料的基礎上研制的耐沾污乳膠漆, 除了具有一般乳膠漆的特性以外, 主要特征是其耐沾污性能特別優異
2019年07月24日    閱讀量:74    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1 引言

目前, 國內應用的內墻涂料主要品種中的丙烯酸類乳膠漆, 分為平光、亞光和有光等類別。它具有很好的耐水性和耐洗刷性。但是, 其存在耐沾污性差的缺點中國建材網cnprofit.com。對于平光乳膠漆來說, 沾在涂膜上的污物很難清洗掉, 這使得其耐洗刷性失去實際意義, 更影響其涂裝后的有效裝飾壽命。


人們曾試圖通過罩光、使用底涂與面涂等方法來解決。但是, 可能是因為這些方法使涂料的裝飾效果不理想; 或因為雙組分包裝的作法不能滿足建筑涂料的涂裝施工要求, 因此, 至今這些問題仍然存在。


為此, 筆者曾研制了致力于解決這一問題的新型厚質丙烯酸瓷質涂料- SRC 涂料[1]。此后又將這一技術延伸, 研制了耐沾污乳膠漆。本文介紹該乳膠漆的耐沾污機理、配制技術和技術性能。


2 耐沾污機理

實際上, 造成涂膜耐沾污性能差的根本原因一是涂膜的親水性; 二是涂料的顏基比太高, 涂膜的結構不密實, 涂膜中存在大量的微細孔隙。這樣, 當臟物沾附于涂膜表面后, 會因毛細管力的作用而以空氣中水蒸氣為介質被吸附進涂膜中。


墨水等對涂膜的沾染則使得所述現象更為顯而易見。所以,要解決涂膜耐沾污性不良的問題, 必須從解決涂膜憎水性和致密性等方面著手。國外對類似技術的研究是從仿生學開始的[2] 。本涂料采用摻入表面能非常低的耐沾污劑, 以顯著降低涂膜的表面張力, 使涂膜更為致密并具有一定的斥水性, 從而大大提高涂膜的耐沾污性。


3 生產技術

3. 1 原材料

( 1) 基料用苯丙乳液作為基料, 能夠為耐沾污乳膠漆提供良好的涂裝性、成膜性以及涂膜所需要的各種物理力學性能。

( 2) 顏( 填) 料白色顏料使用銳鈦型鈦白粉和立德粉。除顏料外還使用很高比例的填料, 所用的填料有重質碳酸鈣、滑石粉、硅灰石粉等。這些填料的微粒表面光滑、吸濕( 油) 量小。

( 3) 助劑所用的助劑有成膜助劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、防霉劑和耐沾污劑等。

1)成膜助劑, 也稱成膜助溶劑、聚結助劑等。其作用是使乳液中的聚合物微細粒子能夠產生溶脹作用而在低溫時也呈柔軟狀態, 使乳液能夠在較廣泛的溫度范圍內聚結成膜。成膜助劑使用的是美國伊士曼( Eastman) 公司生產的Texanol酯醇, 其化學成分為2, 2, 4- 二甲基-1, 3 - 戊二醇單異丁酸酯。

2)分散劑, 所用的分散劑是六偏磷酸鈉和陰離子型分散劑, 將二者復合使用。因為少量的六偏磷酸鈉即能對無機顏( 填) 料產生明顯的潤濕分散作用, 陰離子分散劑則能夠進一步在填料的微細顆粒表面形成電性吸附層, 以防止乳液中的表面活性劑分子被填料微細顆粒吸附而破壞, 并使涂料在貯存過程中處于良好的分散穩定狀態。

3) 增稠劑, 由于涂料中的液相與填料密度相差甚大, 易產生分層或沉淀, 影響涂料的貯存穩定性及施工性能。因此,選用羥乙基纖維素和堿活化增稠劑對乳膠漆進行增稠。羥乙基纖維素能延緩涂膜的干燥時間, 消除涂刷接頭。觸變型增稠劑則使得乳膠漆具有良好的觸變性能, 能夠避免乳膠漆在貯存過程中出現沉淀或分層。

4)耐沾污劑, 它是賦予耐沾污乳膠漆良好耐沾污性能的功能型助劑。其具有非常低的表面能, 摻于乳膠漆中能夠顯著降低涂膜的表面張力, 賦予涂膜一定的斥水性, 同時使涂膜的表面更為致密。因而, 當污染物沾附到涂膜上時, 因涂膜的斥水性防止了污染物的沾染和隨著水分向涂膜中的滲吸。其缺點是用量大時對涂膜的理化性能產生一定的破壞作用,此外, 也會增大涂料成本, 所以必須對其用量進行限制。

5) 其它助劑, 包括防霉劑、消泡劑、pH 值調節劑、緩沖劑等助劑, 這些助劑均根據具體原料來源和配套性酌情選用。


3. 2 配方

耐沾污乳膠漆的配方見表1。

耐沾污乳膠漆的研制 在耐沾污型厚質丙烯酸瓷質涂料的基礎上研制的耐沾污乳膠漆, 除了具有一般乳膠漆的特性以外, 主要特征是其耐沾污性能特別優異 中國建材網,cnprofit.com

3. 3 生產工藝

耐沾污乳膠漆配制時, 先在攪拌器中加入水, 投入防霉劑攪拌均勻。然后, 加入羥乙基纖維素, 攪拌均勻后加入氨水, 并攪拌使羥乙基纖維素溶解成均勻的膠液。用適量的熱水將六偏磷酸鈉溶解后投入攪拌器中, 再投入陰離子型分散劑攪拌均勻。


接著, 投入部分消泡劑和成膜助劑等, 攪拌均勻后, 加入經過預處理的耐沾污劑并攪拌均勻。在加入全部顏( 填) 料攪拌均勻后得到混合料漿。在砂磨機中將混合料漿研磨至細度約30 um, 得到磨細料漿。將該磨細料漿和苯丙乳液一起混合均勻, 用適量的水將ASE- 60 增稠劑稀釋后, 用其調整乳膠漆至適當的黏度。再根據物料中泡沫的多少加入適量的消泡劑慢速攪拌消泡, 得到成品乳膠漆。


4 技術經濟性能分析

4. 1 技術性能

該耐沾污乳膠漆的成膜物質是苯乙烯- 丙烯酸酯共聚乳液, 用量在涂料配方中占25%以上, 且涂料的顏基比在合理的范圍內, 因而使得涂膜對環境中一些破壞因素具有抵抗能力, 并具有良好的耐水性、耐堿性、耐洗刷性和耐凍融性等。


將該涂料涂刷于石棉水泥板上, 在制板過程中發現其刷涂性和遮蓋力良好, 流平性一般; 涂膜干燥24 h 后, 將黑、紅墨水滴至其上, 在自來水龍頭下沖洗即凈。此外, 涂膜手感舒適, 涂料貯存1 個月后無分層現象, 涂料觸變性大。


工業生產的產品經廣東省涂料產品質量監督檢驗站檢測, 各項技術性能指標符合GB/ T 9756- 1995(合成樹脂乳液內墻涂料)中的一等品規定要求( 見表2) ; 其耐沾污性按GB9780(建筑涂料涂層耐沾污性測定法)測試, 5 次循環反射率下降值僅為25%。

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4. 2 經濟性分析

按目前苯丙乳液7000 元/ t、銳鈦型鈦白粉11 500 元/ t、立德粉3500 元/ t 的價格計算, 耐沾污乳膠漆的原材料成本約為3000 元/ t。若不采用該耐沾污劑技術, 則要制成半光乳膠漆才具有相似的耐沾污性, 這種乳膠漆的原材料成本在6000 元/ t 左右, 相差約50%。

可見, 這種耐沾污乳膠漆技術有著明顯的技術經濟效益。


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