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建筑乳膠漆的制備及使用,介紹建筑乳膠漆的組成、制備及施工注意事項
2019年07月24日    閱讀量:329    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1 乳膠漆的組成

乳膠漆屬水分散性涂料, 就其組成而言, 同通常的油漆一樣, 由四個部分組成:

( 1) 主要成膜物質: 如聚醋酸乙烯乳液、醋 丙乳液、苯丙乳液等;

( 2) 次要成膜物質: 如各種顏料及填料( 體質顏料) ;

( 3) 輔助成膜物質: 如增稠劑、消泡劑、分散劑、成膜劑、防霉劑等;

( 4) 揮發物質: 水。


1. 1 基料( 主要成膜物質)

基料是建筑乳膠漆的主要成膜物質, 是影響乳膠漆性能好壞的首要因素。它既關系到涂膜的硬度、柔性、耐水性、耐堿性、耐擦洗性、耐候性、耐沾污性, 也關系到乳膠漆的成膜溫度、對底材的結合強度等性能中國建材網cnprofit.com。因此, 在設計乳膠漆時, 首先應根據乳膠漆涂裝的環境及要求, 選擇不同的乳液品種作為基料。

常用的乳液有聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯 丙烯酸酯乳液、苯乙烯 丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯 叔碳酸乙烯酯乳液等。除聚醋酸乙烯乳液主要作為內墻涂料用外, 其余三種乳液內外墻涂料用均可。

乳液的性質主要取決于所用的原料、用量、組成、合成工藝及選用的助劑。即使采用同樣的原料, 同樣的質量組成, 如果工藝方法不同, 也會得到分子結構及性質差異很大的乳液粒子。如: 一個用丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、苯乙烯四元共聚的乳液, 盡管采用的原料相同, 所用的質量組成也相同, 但采用常規聚合與核殼聚合兩種不同聚合方法時, 所得到的乳液其性能表現出很大的差異。按理論計算其玻璃化溫度T g 均為11. 6度, 但用常規聚合所得乳液其最低成膜溫度M FT 為21. 5 度 , 而核殼聚合所得乳液其最低成膜溫度M FT 僅為8度 。說明核殼乳液的成膜性能有了很大的改進。乳液除其原料組成、用量及合成方法對性能有決定性的影響外, 乳液的粒度也是一個重要的因素。一般說, 隨著乳液粒度的減小會提高漆膜的光澤、抗水性、抗張強度, 同時對提高乳液自身的粘度、穩定性及對顏料的粘結能力也有好處。


1. 2 顏料及填料

顏料和填料構成乳膠漆的次要成膜物質。作為建筑乳膠漆用的顏料、填料, 主要應有良好的耐堿性、耐候性、易分散性等特點。一般油漆用的顏、填料多數均可使用。顏料和填料的類型和數量對乳膠漆的性能是有影響的,它們不但關系到顏色、遮蓋力, 也關系到漆膜強度、與底材的結合力、硬度、光澤、耐沾污性、保色性、耐久性等性能。

在乳膠漆配方設計中, 顏基比( 顏料與基料的體積濃度之比) 是重要參數, 使用不同顏基比, 可制得不同光澤的涂膜。對于油性漆而言, 漆膜光澤可在0~ 100 之間作任意調整, 但對乳膠漆來說, 要做到高光澤卻有一定難度。現在, 有光乳膠漆的光澤可以達到80 以上, 甚至達到85, 但是, 要達到90 以上卻很難。乳膠漆的光澤不能象油性漆的光澤那樣高,主要原因是: 乳膠或乳液是分散體, 成膜時由分散的小球緊貼粘連一起而成, 表面平整度不及油性漆。

乳膠漆想要得到高光澤, 除必須減少顏填料用量、降低顏基比以外, 還必須在乳液的選用上采用細粒徑的乳液及適當的增稠劑; 在制備高光澤乳膠漆時, 要注意容易出現的回粘性不好的問題。


對于制備半光及平光的乳膠漆, 只要調整顏基比的用量是不難得到的。乳膠漆隨著顏基比增高, 漆膜的光澤、耐沖擊性、彈性下降, 而硬度、耐沾污性提高。當顏基比超出臨界體積濃度時, 則涂膜的耐擦洗性及耐水性明顯變差。


1. 3 助劑

乳膠漆中常用的助劑有助成膜劑、分散劑、潤濕劑、增稠劑、消泡劑、殺菌劑、防霉劑、中和劑等。


1. 3. 1 助成膜劑

助成膜劑又稱成膜助劑、凝集劑、聚結劑, 通常為高沸點溶劑, 會在涂膜形成后慢慢揮發。在乳膠漆中, 成膜助劑因對乳膠粒子的溶解作用而使粒子表面軟化, 促使聚合物粒子易受壓變形, 融合成膜; 成膜助劑的加入可降低乳液及乳膠漆的最低成膜溫度。

常用的成膜助劑有: 乙二醇、丙二醇、己二醇、甲基芐醇、十二碳酯醇、一縮乙二醇、丙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯等。用量根據對聚合物溶解力的不同可作適當調整, 一般為乳膠漆量的2%~ 3%。美國伊士曼公司的Te xano l( 化學結構為2, 2, 4- 三甲基- 1, 3- 戊二醇單異丁酸酯) 及與水幾乎不相溶的12 碳酯醇( 簡稱酯醇- 12) , 是效果很好的成膜助劑, 它不但可以有效降低成膜溫度, 而且對改進乳膠漆的流動性, 改善顏料的均勻性、穩定性都有好處。

成膜助劑由于使漆膜致密程度得以提高, 所以對改善涂層的耐擦洗性及易除污性有幫助。成膜助劑除有助于成膜性能外, 還有降低乳膠漆凍結溫度的功能, 這對乳膠漆在較低氣溫下正常施工有利。


1. 3. 2 潤濕劑和分散劑

乳膠漆的制備主要是基料與顏( 填) 料的分散問題。首先要實現顏料為基料所潤濕, 然后是顏料粒子的均勻、穩定及充分分散。潤濕劑可降低液體和固體表面之間的界面張力, 使固體表面易于為液體所濕潤, 使粘結劑與顏料表面得以充分接觸。常用的乳膠漆潤濕劑為陰離子或非離子表面活性劑, 如二烷基磺基琥珀酸鹽、烷基萘磺酸鈉等陰離子型和聚氧乙烯烷酚基醚等非離子型表面活性劑。

分散劑是實現被潤濕的顏料粒子的充分、穩定的分散, 提高固體粒子在液體中的懸浮性能。顏料得到充分分散的乳膠漆, 其遮蓋力、著色效果、漆膜光澤、穩定性可得到最大發揮及保證。

常用的無機類分散劑有六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸四鈉等; 有機類分散劑有胺類化合物、聚丙烯酸鹽等。

AMP- 95( 2- 甲基氨基丙醇) 是一種效果很好的多功能分散劑, 使用于乳膠漆中, 可改進著色性、粘度穩定性, 且不發生浮色現象。聚丙烯酸鈉也為使用較多的分散劑之一, T amo l系列分散劑如T amol 731、T amo l 850 也為被推薦的分散劑品種。

一般而言, 有機分散劑的分散效果好于無機分散劑, 對于低極性有機顏料如酞菁藍、酞菁綠及碳黑等易絮凝難分散顏料更為適用。

分散劑用量一般為所用顏料量的0. 5%左右。分散劑和潤濕劑有時很難區分, 往往分散劑本身就具有潤濕作用。


1. 3. 3 增稠劑

增稠劑起到增加乳膠漆粘度的作用, 使乳膠漆的粘度達到施工要求, 并改進其流動性; 同時, 增稠劑有助于防止顏料的凝聚和沉淀, 改善乳膠漆的穩定性。在制備色漿時, 由于使研磨漿稠度增加, 加強了剪切作用, 有利于顏料的分散。

作為乳膠漆的增稠劑主要有四類: 纖維素醚、聚丙烯酸酯、締合型增稠劑和無機增稠劑。

作為增稠劑的纖維素醚有羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等。最常用的為羥乙基纖維素(HEC) , 根據粘度的不同, 有不同的規格, 如美國聯碳( U nion Carbide)公司生產的Cellosize QP 系列及美國阿克隆( Aqualon) 公司生產的Nat rosol 250 系列。

HEC 為粉末狀水溶性產品, 屬非離子型增稠劑, 為保證羥乙基纖維素的完全溶解, 避免出現未溶的夾心凝塊, 可采取先浸潤的方法: 先將水的pH 值調至7. 5 左右, 浸潤一定時間后攪拌即可完全溶解, 如再過濾使用則效果更好。HEC 的用量一般控制在0. 3% ~ 0. 5% 即可, 但采用HEC 作為增稠劑時, 在滾涂施工中會出現飛濺的問題, 且HEC 為纖維素衍生物, 易受酶和霉菌的攻擊, 使乳膠漆在貯存期間粘度下降或乳膠漆漆膜長霉, 這在配方設計中應予綜合考慮。

聚丙烯酸酯增稠劑為羧基含量較高的丙烯酸酯共聚物乳液, 這類增稠劑在pH 為8~ 10 的時候, 呈溶脹狀態, 使水相粘度增高, 但pH 大于10 時, 溶于水, 失去增稠作用, 對pH值有較大的敏感性。

締合型增稠劑象表面活性劑一樣, 分子中既有親水部分也有親油部分; 親水部分可水合溶脹使水相增稠, 親油端基可與乳液粒子、顏料粒子相締合形成網絡結構, 這種締合結構在剪切力的作用下受到破壞, 粘度降低, 一旦剪切外力消失, 粘度即可恢復。這種締合型增稠劑對提高乳膠漆的穩定性、漆膜流平性、抗飛濺性及光澤均有明顯好處。

締合型增稠劑如聚氨酯締合增稠劑、改性堿溶丙烯酸共聚乳液等。如美國Diamond S hamro ck 公司的SN 系列增稠劑、英國Allied Co lloids 公司的Rheov is CR 及羅門哈斯公司的Acry sol RM 系列等。

無機增稠劑如膨潤土、凹凸棒土、硅酸鋁等均有一定效果。除無機增稠劑外, 一般增稠劑均有水溶性或水溶脹性, 在成膜后殘留在涂層中, 對耐水性、耐擦洗性會帶來不良影響,在保證乳膠漆增稠的前提下應盡可能少用。


1. 3. 4 消泡劑

在乳膠漆的配方中加有多種表面活性劑, 因此, 在其生產制備及施工時很容易產生泡沫。泡沫的產生既不利于生產控制, 也影響漆膜的性能及狀態。消泡劑就是用來抑制涂料在生產中泡沫的出現及消除涂料成膜時出現的氣泡。


消泡劑主要分為硅型和非硅型。硅型消泡劑如乳化硅油、水性硅油, 非硅型消泡劑是極性有機化合物, 如磷酸三丁酯、正辛醇、礦物油及脂肪酸鹽混合物等。據報道, 上海涂料研究所研制的SPA- 102 及SPA-202 有較好的消泡效果, SPA- 102 為醚酯化合物和有機磷酸鹽組成的復配型消泡劑, SPA- 202 為硅、酯、乳化劑等組成的復合型消泡劑。消泡劑的選擇是一項十分繁瑣的工作。


它與乳膠漆品種、乳液類型、乳膠漆用其他助劑的種類和性能等有很大關系, 因此, 選擇時應細致謹慎, 同時, 還應考察貯存后的消泡效果。消泡劑的用量一般較低, 在0.5% 以下, 添加時往往分兩階段, 即研磨時加一部分, 在調漆時再加一部分。


1. 3. 5 防腐劑和防霉劑

當乳膠漆未加入防腐劑、防霉劑時, 容易為微生物所破壞。適當的潮氣、溫度和營養物質可促使霉菌的生長、繁衍, 從而造成乳膠漆粘度下降、pH 值變化、產生難聞的臭味、包裝容器變形, 也可造成漆膜出現霉斑、變色或破壞。乳膠漆本身為水性, 漆中的保護膠、增稠劑及若干表面活性劑可能為微生物的營養物質, 因此, 為防止乳膠漆在貯存期間變質及成膜后長霉, 就必須加入防腐劑、防霉劑。早期常用的防腐防霉劑為五氯酚鈉、醋酸苯汞及三丁基錫等。酚化合物效率較低, 用量一般在0. 2%以上, 汞化合物用量為漆的0. 05%左右, 錫化合物的用量為漆的0. 05%~0. 1%。


1. 3. 6 中和劑

乳膠漆的pH 值對系統的性能及穩定性有很大關系, 中和劑可把乳膠漆的pH 值保持在一定的范圍, 從而保證增稠劑、表面活性劑等處在最佳狀態, 使乳膠漆處在最穩定水平。最常用的中和劑為氨水, 在成膜時很快揮發, 而不殘留在涂膜中, 但氨水有強烈的刺激性氣味。因此, 也可考慮既能較快揮發, 而氣味較小的氨類化合物。


1. 4 水

乳液合成對所用的水要求嚴格, 必須用脫離子水, 但制備乳膠漆用水不象乳液合成用水那么嚴格, 用一般自來水也可,但不可用礦物質含量高的地下水。


2 乳膠漆制備

制備乳膠漆時, 先制取色漿, 為保護乳液及乳膠漆的穩定性, 乳液不參予研磨, 色漿制成后再向其中加入乳液及有關助劑, 最后調整pH 值及粘度。色漿制備: 將水、分散劑、表面活性劑、成膜助劑、消泡劑、增稠劑、殺菌劑加入配料罐中, 低速攪拌5~ 10 min, 然后將填料及顏料加入, 高速分散30 min 左右, 進入砂磨機( 或其它研磨設備) 研磨至細度50um 以下。

乳膠漆制備: 將色漿加入制漆罐中, 然后加入乳液, 開動攪拌, 加入消泡劑及其它助劑, 用中和劑調整pH 值, 用水或增稠劑調整粘度。過濾包裝: 乳膠漆為典型的假塑料液體, 在剪切力作用下, 粘度下降, 在剪切力消失時, 粘度恢復。由于有觸變性, 因此, 普通過濾設備不宜用于過濾乳膠漆, 主要采用振動篩過濾。

由于乳膠漆為水性, 故包裝桶通常采用塑料桶或內襯防腐涂層的鐵桶, 也可用內襯塑料袋的紙桶等。生產乳膠漆的設備應為不銹鋼材質, 否則鐵銹將影響乳膠漆的質量。常用設備主要為配料罐、配漆罐、高速分散機、砂磨機( 或膠體磨) 、振動篩等。

在國外, 乳膠漆生產也有不經過砂磨直接使用高速分散機而達細度要求的, 這當然需要有分散性好的顏料來保證。


3 建筑乳膠漆施工注意事項

乳膠漆施工多采用滾涂, 但也可采用刷涂或噴涂, 涂層質量的好壞, 固然與乳膠漆質量有很大關系, 但是與被涂基面的處理好壞及施工質量也有重要關系。因此, 施工時應注意:

( 1) 基面應潔凈、平整, 基層表面的浮土、粘附雜物、" 白霜"等應清除干凈, 縫隙、孔洞應用膩子填平。

( 2) 基面的含水率宜小于10%, pH 值應小于9 方可施工; 含水率過高或pH 值過大對乳膠漆成膜性及涂層性能都將帶來不利的影響。在未干燥的混凝土或水泥砂漿中存在的游離水、可溶性鹽、堿對涂層有損壞作用。反之, 如果基面過于

干燥, 在乳膠漆尚未形成連續涂膜之前, 水分被墻體基面吸收, 則也將影響涂層的完整性。

( 3) 如基面強度不夠, 過于疏松, 則應在乳膠漆涂刷之前先涂刷一道封閉底漆以增強基層與乳膠漆的粘結力。封閉底漆可用與乳膠漆相適應的稀釋的乳液, 也可用稀釋的溶劑型清漆, 如醇酸清漆、酚醛清漆及雙組分聚氨酯清漆等。

( 4) 乳膠漆不能直接涂在已刷過石灰漿的基面上, 否則,會發生剝落現象。因為乳膠漆涂膜與石灰漿面層的附著力大于石灰漿面層與混凝土或水泥砂漿基層的附著力, 因而涂層容易連同石灰層一起脫落。因此, 在乳膠漆涂刷前, 應將石灰層面鏟除, 并將基面清理干凈。

( 5) 乳膠漆如涂在刮有膩子的墻面上, 則必須保證膩子應有一定的強度, 否則會出現從膩子與基面結合處剝離、脫落的現象。如果膩子強度不高, 且已經刮涂完畢, 則可采取在膩子上涂封閉底漆的辦法補救。

( 6) 由于乳膠漆為水性漆, 可用水稀釋, 因此在下雨天不可在外墻面施工。在未成膜之前不具有耐水性。

( 7) 風力較大的天氣不宜涂刷外墻乳膠漆, 如風力太大( 4級以上) , 也會影響外墻涂料的成膜性。

( 8) 環境溫度與乳膠漆的成膜性有直接關系。乳膠漆必須在高于所用乳膠漆的最低成膜溫度( MFT) 的情況下施工, 否則不會成膜, 并出現龜裂、破碎或脫粉現象。乳膠漆的最低成膜溫度隨品種而異, 一般施工溫度在5 oc以上均可獲得較好的成膜效果。

( 9) 由于乳膠漆為水性漆, 因此貯存運輸中應注意防凍,在貯存運輸中溫度不應低于0oc。如果乳膠漆受凍, 可能出現凝塊、分層等破乳現象, 一旦發生, 則不能再使用。

( 10) 乳膠漆在使用前, 必須攪拌均勻。如產品過期, 應經過復驗, 復驗合格后再繼續使用。 


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