1. 引言
外墙乳胶漆施工后,如漆膜干燥早期遇到下雨,易出现起泡现象,进而影响漆膜的附着力,漆膜的耐久性变差,还会导致漆膜光泽、颜色的变化。因此,提高漆膜干燥早期的抗起泡性,是涂料工程师在外墙乳胶漆配方设计之初应重点考虑的性能。
涂膜的抗起泡性是指涂膜抗潮湿作用而不起泡的能力。假定涂膜是多孔性的,涂膜下面的水分很容易透过,若涂膜透气性差,则水分会产生压力,从基材把经水软化的涂膜向外鼓成泡,因此,漆膜的透气性是影响漆膜起泡的因素之一。从漆膜起泡的过程可以看出,影响这一过程的因素包括:基材含水分大小、涂膜耐水性、涂膜透气性、涂膜和基材之间的附着力。涂膜与基材之间的水分或者来自于基材,如在基材水分较高的条件下施工,或者涂膜的耐水性差,水分从涂膜的外部进入。涂膜的耐水性应为涂膜膨胀性和透水性的总和,涂膜中的高分子大多具有遇水膨胀的性质,涂膜中的颜料多为吸水性极强的多孔缝无机物,因此,当遇到大量雨水浸泡时,水分不可避免的会透过漆膜进入基材和漆膜之间,在基材表面存在 水/基材界面,大大降低了涂膜和基材之间的附着力。涂膜和基材的附着力反映涂料的粘结 性能,影响因素包括基材表面的粗糙程度、涂料对基材的润湿、涂料连续相的粘度等。当基 材和涂膜的界面很光滑时,粘结力主要是涂膜和基材的相互作用力,如氢键作用。
从以上的分析可以看出,假定基材是干燥的,改善涂膜的抗起泡性可以通过提高漆膜的 耐水性,减少水分的透过和在界面的聚结来实现。漆膜耐水性的强弱取决于乳胶漆配方中的 各个组分即乳液、颜填料、以及各类助剂的种类和用量。因此,本文工作对涂料各组分对漆 膜耐水性和抗起泡性的影响规律进行了研究。
在研究漆膜耐水性和抗起泡性影响因素的实验方法上,从理论上讲,应该尽可能与生产实际保持一致,为了保证实验的可重复性,需要对实验条件进行适当的规定和简化。例如, 外墙乳胶漆的施工基材是经过腻子、封底漆处理的水泥基材,表面相对比较粗糙,并且由于实际施工情况的不同会有很大差别,使得乳胶漆涂膜的成膜性能、光泽、粘度和孔缝率特性 受到干燥速度的影响。本文工作尝试建立一种简便可行的测试方法,对漆膜抗水性和抗起泡性趋势进行评价,进而设计出抗起泡性好的外墙乳胶漆配方。
2. 实验部分
2.1. 原料 国内市场常见的纯丙乳液、苯丙乳液、钛白粉、助剂等。
2.2. 实验方法
实验配方:乳胶漆的颜料体积浓度(PVC)是影响漆膜透气性、吸水性的重要因素,PVC 降低,涂膜的透气性降低,如果漆膜的耐水性较差,则更容易起泡,最大限度地反映漆膜耐水性对抗起泡性的影响,实验结果的可重现性好。
制备方法:按照配方顺序依次加入水、助剂、颜料,高速分散至细度合格,加入乳液、
成膜助剂、增稠剂、pH 调节剂至 pH 值为 8.5。
2.3. 性能测定方法
漆膜光泽度(60o):GB/T 9754-1988。 漆膜对比率:GB/T 9270-1988。
漆膜湿附着力:GB/T 9286-1988,漆膜附着力从好到差依次为 0 ~ 5 级。
漆膜早期抗起泡性:在玻璃板上,制备漆膜厚度 150 μm 的湿膜,常温干燥 14 ~ 16 h。 采用标准 GB/T 9274-1988 中的点滴法,用去离子水,1 ~ 3 h 后,评价漆膜起泡程度。
实验中发现,涂膜制备在不同基材上,对涂膜的抗起泡性影响较大,在金属板上,由于涂膜的附着力较强,抗水性对抗起泡性能影响的实验结果重现性较差。本实验采用上述方法 可以较好地确保证漆膜吸水后(抗水性差)对漆膜起泡性产生最大影响。