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新型水性干粉建筑涂料的性能及生产研究

http://www.coatings.hc360.com2012年04月11日15:57 来源:涂料与涂装资讯网T|T

    慧聪涂料网讯:

孙顺杰

    (广东龙湖科技有限公司北京技术中心,北京100076)

    摘要:研究了水性干粉建筑涂料的原料组成和生产工艺,通过对比试验了解配方中颜填料、可再分散胶粉以及功能助剂等对涂料性能的影响,生产、使用工艺简单,可制备出遮盖力强、优异耐擦洗性和耐水性等特点的产品。由于该产品完全采用水分散,具有便于运输、优异环保性和便于施工的特点。

    关键词:干粉建筑涂料;配方设计;影响因素;性能;环保

    0前言

    近年来,我国建筑涂料得到了迅速发展,产品研发也朝着水性化、高固含量、低VOC等方向发展。作为重要的水性涂料品种,乳胶漆由于使用方便、易于调色、耐水性好等特点,在涂料市场上特别是家装市场占有绝对份额。但由于其是水性分散体系,固含量大多在45%~55%,其余均为水分和易挥发性物质,对于包装和运输造成较大浪费。另外考虑到乳液成膜、冬季防冻等因素,乳胶漆中一般会添加成膜助剂、乙二醇、氨水等添加剂,成为其VOC的主要来源,造成了环境污染。相对于乳胶漆,干粉建筑涂料具有生产方便、零VOC、便于包装运输等优点,逐渐得到了大家的重视。在干粉建筑涂料领域,日本在这方面起步较早,1980年就申请了相关专利。我国这方面的研究大约开始于20世纪90年代,由于受当时原材料的限制,发展较为缓慢,大多采用聚乙醇类产品作为主要成膜物质,产品品种主要有仿瓷涂料、内墙腻子等,产品普遍低档化,其耐水性、耐候性差,不能适应外墙装饰的要求。最近几年来,由于可再分散胶粉和各种新型建材添加剂的出现,干粉建筑涂料质量有了很大发展,但还是存在气泡多、流平性差、分散困难以及调色稳定性差等问题,施工时与乳胶漆相比,也存在一定差距,因而研制一种施工方便、耐水性好、贮存稳定、性能与乳胶漆接近的建筑用干粉涂料意义重大。

    1水性干粉建筑涂料配方设计

    同乳胶漆一样,干粉建筑涂料主要原材料有成膜物质、颜填料和功能助剂等,其中成膜物质主要是可再分散乳胶粉,它是高分子聚合物乳液经喷雾干燥,以及后续处理而成的粉状热塑性树脂。现在市场上常见的可再分散乳胶粉品种有:醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉(Vac/E)、乙烯与氯乙烯及月桂酸三元共聚胶粉(E/VC/VL)、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉(Vac/E/VeoVa)。目前市场也出现了丙烯酸乳胶粉,其耐候性、耐水性等性能有了很大提高。作为干粉建筑涂料的主要成膜物质,乳胶粉应具有一定的白度,较好的流动性,较好的黏结性能和良好的分散性,另外贮存时应有较好的抗结块功能,避免与其他粉料受潮结块。一般来讲,可再分散乳胶粉添加量越大,涂料耐水性、耐擦洗性、耐候性等性能都会提高,但考虑成本因素,添加量一般在10%~20%。可用于涂料中的颜填料种类众多,不同的颜填料对涂料的光泽、耐候性影响较大,其中白色颜料以钛白粉性能最为优异,具有遮盖力强、明度值高、易于分散等优点。其他有色颜料比如氧化铁系列耐候性能良好,吸油量较低,易于分散。应用于涂料的填料,常见的种类有重钙、硅灰石粉、云母、滑石粉、高岭土、白云石等。干粉建筑涂料对助剂性能要求较高,首先要求是粉体材料,另外要求添加剂易于分散,具有一定的流动性。常见的助剂有分散剂、消泡剂、木质纤维、纤维素醚、触变润滑剂等。另外为了提高产品性能,还可以添加粉末有机硅疏水剂、抗菌剂等特殊添加剂,改善涂料耐水性、抗菌性等。分散剂也叫润湿分散剂,是干粉建筑涂料生产过程中的关键原材料,分散剂本身应具有高效的分散性及较好的流动性。分散的效率将直接影响涂料的许多关键性能,如涂料的加水量、黏度和贮存稳定性、施工性等。特别是有色体系中,分散剂的效率将影响涂料的颜色展色性,均匀性以及是否浮色发花等。分散剂种类繁多,按成分来分,主要有聚丙烯酸盐类和聚磷酸盐类,但目前市场销售的产品绝大多数为液体,粉体分散剂相对较少,且多为进口产品。消泡剂也是比较关键的原材料,其类型和添加量会影响涂膜外观。好的消泡剂具有较强的消泡能力和持久效率。常见的消泡剂种类有有机改性聚硅氧烷类、高级脂肪醇类、矿物油类等。为了获得较好的施工性和贮存稳定性,需要添加合适的增稠剂。常见的增稠剂有纤维素醚、膨润土和触变润滑剂,可以使涂料在低剪切状态下有较高的黏度,获得比较好的贮存稳定性,同时在正常施工时减少滞刷感,减少飞溅。木纤维的加入,可延长涂料开放时间、改善施工性和防止涂膜初期开裂。综合以上因素,基础配方设计如表1所示。

    表1外墙建筑干粉建筑涂料基础配方

表1外墙建筑干粉建筑涂料基础配方

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    白色涂料配方中,颜料采用钛白粉。有色涂料中,采用m(钛白粉)∶m(氧化铁红)=4∶1的比例。为了获得较好的遮盖力和稳定性,填料采用两种不同的粉料搭配。施工前,将部分的水加入到容器中,然后慢慢加入粉体,搅拌速度控制在750r/min(接近工地现场电动搅拌机速率),考虑施工实际情况,搅拌时间控制在15min,然后加入剩下的水调节至合适的黏稠度。

责任编辑:谭蓉

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