建筑乳胶漆的组成及其对性能影响的研究

建筑乳胶漆的组成及其对性能影响的研究

2010-03-13 17:05:26 阅读7 评论0 字号:

建筑乳胶漆的组成及其对性能影响的研究

新县高级中学  刘发存

关键词:乳胶漆、成膜助剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、钛白粉、乳液。

摘要:研究乳液基料的组成,研究不同品种乳液的共性和特性,理解、运用各单体以及聚合物的特性,结合实际运用的环境和需要选择单体,生产出理想的乳液产品。

研究乳液的成膜机理,要使乳液在成膜过程中,形成均一、稳定、严密的漆膜,必须借助成膜助剂,由于它对树脂具有良好的融解性、亲和性,它能调整树脂分子的排列、伸展、重叠或相连,形成完整、均一的漆膜,当然,使用的成膜助剂必须与乳液相匹配,否则,不仅不能使其成膜,更有可能使乳液不稳定甚至破乳,降低乳液中的固含量。

研究乳胶漆与颜料的关系,乳胶漆的遮盖力离不开颜料,各种颜料都有自己的特性,有的耐酸,有的耐碱,有的耐光,有的易变色等,因此,选择颜料,要根据乳胶漆所用环境,所涂基材,乳胶漆的酸碱性,进行有目的的选择和调配,防止造成变色、脱色、花色等不良现象。

研究乳胶漆与填料的关系,填料对乳胶漆的储存、施工、漆膜效果等都有不同程度的影响。因此,要注意填料的选择,填料间以及与乳胶漆内其它成分的匹配,如果他们能相辅相成,那是很成功的匹配,有利于乳胶漆质量的提高。

研究乳胶漆与其它助剂的关系,乳胶漆中所用助剂种类多,助剂的用量很少,但它对乳胶漆的作用是巨大的,好的助剂,可更好的协调它内部的各种关系,使其表现出更优异的特性,例如,稳定性、触变性、涂刷性、成膜性等。当然,助剂用量的多少一定要慎重,并不是越多越好,也不是越少越好,它很类似于人体xx对人体的作用,所以一定要适量。

对乳胶漆的再研究,能进一步掌握和运用乳胶漆的性能和形成机理,更好的指导乳胶漆的生产和科普活动,同时,提高自己对高分子材料的再认识,进一步完善自己的知识结构。

 

乳胶漆又叫水性涂料。建筑用乳胶漆是水乳涂料中的一种,它多是在表面活性剂作用下,以水作溶剂,以醋酸乙烯、丙烯酸,苯乙烯等为单体合成乳状液高分子作基料(简称乳液),再将颜料、填料和各种助剂分散在乳液中的双重非均相分散系统。

乳胶漆质量的优劣,与其成分数量的多少等有着直接的关系,现将他们研究如下。

11.乳液

乳液是乳胶漆的粘结剂,乳液的质量决定漆膜和乳胶漆的质量。因此,合成一种乳液,首先要根据应用目的、应用环境对乳胶漆的性能要求,结合单体的特性,选用适当的单体组合。此外,还要综合考虑成本以及其它有关条件。例:表11所列出单体对乳胶漆漆膜特性的影响。

11      漆膜特性与单体的关系

12.乳液的固含量以及乳液在乳液漆中的质量百分含量的多少,也同样影响乳胶漆的质量。

121.乳液的固含量

乳液的固含量,在乳胶漆配方一定的前提条件下,乳液的固含量越高,所含的高分子越多,粘结剂越多,在相同条件下,漆膜效果越好,其使用效果相对越好。乳液的固体含量通常为45%-50%之间,例如,江苏日出(集团)公司生产的“Tl-1建筑乳液”。

122.乳液在乳胶漆配方中的百分含量。

在乳胶漆固体分(指颜料和填料)一定的条件下,乳液在乳胶漆中的含量越多,成膜、漆膜效果越好,耐水性、耐擦洗性、耐碱性等越好。例如“Tl-1建筑乳液”在配方中的含量不小于10%时,漆膜的耐擦洗性明显强于小于10%的漆膜,当乳液在配方达20%时,乳胶漆的手感明显优越于10%的。漆膜干燥后,手感细腻,有光泽。

乳液在乳胶漆中所占百分比的多少与乳胶漆的稳定性有关,在乳胶漆的固体含量一定的前提条件下,乳液越多,其稳定性越好,否则相反。从此可以说明,乳液有增稠和稳定的特性。例如,“Tl-1建筑乳液”在乳胶漆中的含量达到20%时,该乳胶漆的稳定性明显增强,而乳液在乳胶漆中含量不大于6%时,乳胶漆的稳定性很差。

2.成膜助剂

21.成膜助剂

成膜助剂能使乳胶漆在成膜过程中,由分散的乳胶粒子融合为连续完整的漆膜,使乳胶漆成膜充分,防止涂膜对基材附着力下降、涂膜光泽下降、涂膜发生龟裂,从而导致耐水性、耐久性下降等许多弊病。

2.2.成膜助剂的种类

常用的成膜助剂的种类:乙二醇、丙二醇、己二醇、苯甲醇、松节油、乙二醇醚及其醋酸酯、224-三甲基-13-戊二醇单异丁酸酯,简称22413异丁酯等。

23.成膜助剂的使用

成膜助剂品种多,它们既有共性,又有个性,因此,在使用过程中,要注意成膜助剂与乳液相匹配,有以下几点:{dy},成膜助剂应能降低乳液聚合物的玻璃化温度,并与聚合物有良好的相容性,有助于光泽的提高;第二,成膜助剂应具有中至高沸点,并应有一定挥发速度,且挥发速度应低于水,这样在成膜前能保留在乳胶漆中,在成膜后逐渐挥发掉;第三,成膜助剂应微溶于水或具有一定的水溶性,易为乳液粒子所吸附并能很好的聚结。例如:江苏日出集团生产的真石漆专用苯丙乳液,所用的成膜助剂为日出集团生产的TM-3成膜助剂,TL1建筑乳液所用成膜助剂为日出集团生产的TM2成膜助剂,切不可用TM3代替TM2,否则易出现破乳。当然如果用乙二醇代替TM2,在冬天施工效果不佳,易出现龟裂等不良现象。

   成膜助剂的使用量应根据地区、季节和环境的不同而不同。例如TM1建筑乳液在夏季内墙乳胶漆中,使用TM2成膜助剂约为乳液质量的5%左右。

3.颜料

3.1.乳胶漆颜料

作为乳胶漆颜料一般要求具有较好的着色力及遮盖力,较高的分散度和鲜明的色彩,对光的稳定性较好,具有较好的耐候性和适度的耐化学腐蚀性等。

3.2.颜料的品种

颜料的品种很多,按其化学组成可分为有机颜料和无机颜料两大类;按其来源可分为xx颜料和人造颜料;按其所起的作用的不同,可分为着色颜料、体质颜料,这里仅讨论部分颜料。

321.白色颜料

乳胶漆中常用的白色颜料有钛白、氧化锌、锌钡白,其中钛白(二氧化钛)是一种广泛使用、xx、稳定的颜料,其有两种晶型存在,即金红石型和锐钛型。前者较后者折光指数高,耐光性强、稳定性好,尤其适用于外墙乳胶漆。例如,日本生产的“R930”金红石型钛白粉,不仅具有良好的遮盖力,对乳胶漆的稳定性也有一定的作用。含量在15%的乳胶漆的稳定性明显好于含量在6%的乳胶漆的稳定性;乳液和“R930” 金红石型钛白粉含量都在20%的乳胶漆,储存两年,仍具有良好的稳定性,如后面所附配方的产品。

3.2.2.黄色颜料

在乳胶漆中常用的有氧化铁黄、耐晒黄。氧化铁黄是针状含水化合物,带有不同的色相,耐光性、耐碱性优异,遮盖力强、着色力好,但耐酸性差。耐晒黄,具有较好的耐光、耐热性能,并且色彩鲜艳。

3.2.3.蓝色颜料

乳胶漆常用的有酞菁蓝、群青,酞菁蓝有优良的耐热、耐光、耐酸碱性能,遮盖力及着色力都较好,色彩鲜艳,性能全面,是常用的有机颜料。

群青又称云青或泽蓝,是一种半透明的蓝色颜料,耐碱性、耐光性及耐候性好,但着色力及遮盖力较差,耐酸性差。

在乳胶漆配方设置过程中,要注意颜色的深浅与乳液多少的关系,通常情况下,颜色越深,乳液的含量需越高,其目的是防止漆膜脱色。在彩色乳胶漆施工过程中,要注意基材的处理,以防止花色。

4.填料

填料是折光指数低的白色和无色颜料。常用的有重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉等。

重质碳酸钙密度大,易沉淀,在乳胶漆中的用量不宜过多;轻质碳酸钙密度小,颗粒细,在内墙乳胶漆中用量较大。碳酸钙的使用有助于提高乳胶漆的流平性及漆膜的抗划伤性,还有一定的干遮盖力。

滑石粉是各种纯的水合硅酸镁,质地较硬,有滑腻感,可改善乳胶漆的施工性,流平性,增强漆膜强度及耐水性。由于它是纤维状的结构,使漆膜能够吸收因膨胀或收缩而产生的压力,使漆膜免于发生裂缝和空袭的病象。另外滑石粉具有消光性,可用于亚光乳胶漆的生产,不适用于有光乳胶漆的生产。

5.其它助剂

5.1.分散剂

为了使乳胶漆中的颜料充分发挥作用,必须使颜料的二次粒子xx解聚,并分散成一次粒子,保持不再凝集的状态。常用的分散剂有六偏磷酸钠等无机分散剂及低分子量的聚(甲基)丙烯酸盐和苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物等有机高分子电解质。在实际生产中,往往是无机分散剂与有机分散剂复合使用,分散剂的使用量通常为固体颜料和填料总量的1%左右。

5.2消泡剂

消泡剂实际是一种表面活性剂,选择消泡剂应基于高效、持久两点。但有的消泡剂具有暂时性消泡,例如,磷酸三丁酯可用于生产时一次性消泡;有的消泡剂具有持久性,例如乳化硅油。注意消泡剂的用量,用量多了,容易出现“鱼眼”、“失光”导致漆膜不完整;用量少了,容易出现气泡,影响漆在成膜过程中的流平性和漆膜的附着力。乳化硅油消泡剂,一般用量为乳胶漆总量的0.1%――0.3%。例如,“上涂牌”SPA202消泡剂(上海市涂料研究所监制)。

5.3增稠剂

增稠剂能明显的提高乳胶漆的表面粘度,并赋予乳胶漆触变性等,因而可改变乳胶漆的流动性,其使用得当,可防止乳胶漆在储存中颜填料沉淀,防止涂装时,产生流挂,改进施工作业性,提高漆膜丰满度。但增稠剂如选择不匹配,或用量不当,则会适得其反,产生凝胶或引起减粘。

增稠剂分有机系列和无机系列两大类,而乳胶漆多采用有机系列或以其为主,对于膨润土的利用,尤其要注意,它在乳胶漆中很容易产生凝胶。

对于乳胶漆在乳液一定的前提下,助剂品种数量、助剂的使用量对乳胶漆的影响是不可忽视的,用得好,可起到事半功倍的效果。

通过对乳胶漆的研究,乳胶漆的调制及使用的跟踪调查,下列配方不失为环保、适用的经济型乳胶漆。

通过对乳胶剂的研究,扩充了自己的知识视野,完善了知识体系,xx了开创性思维,有利于指导乳胶漆的生产和科普实验小组的活动。

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