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论文:高PVC刮涂外墙质感涂料的探讨

http://www.coatings.hc360.com2015年08月11日09:27 来源:展辰涂料作者:戴志浩,胡中源,于占江T|T

    戴志浩,胡中源,于占江

    (展辰涂料集团股份有限公司,上海201707)

    摘要:通过实验,对影响高PVC刮涂质感涂料的贮存稳定性、施工性等性能的各种因素进行分析及探讨研究。

    关键词:刮涂质感涂料;贮存稳定性;施工性

Study on the high PVC texture paint of scraping for exterior wall
Dai Zhihao,Hu Zhongyuan,Yu Zhanjiang
(Zhanchen Coatings(Group) Stock Company Limited,Shanghai 201707)

Abstract:  Through the experiment, research and analysis on the performance of the impact of various factors for the high PVC texture paint of scraping. Such as, storage stability, application property etc.
Keywords:  texture paint of scraping; storage stability; application property ;

    前言

    随着人们生活水平的提高,普通平涂乳胶漆已经难以满足人们对外墙装饰效果的要求,真石漆的质感型涂料正被越来越多使用。但由于过量开采,天然彩砂越来越少,并且存在批次稳定性差,,颜色重现性越来越难问题,虽然人工染砂可以满足需求,但染砂大都是采用油性色漆包裹,对环境污染很大,随着环保要求的提高,人工染砂限制越来越严,在实际应用中不是很多。质感漆由于可调色性,重现性好,逐渐成为主流,其中应用较多的为高PVC刮涂外墙质感涂料。目前,市场上常见的刮涂外墙质感涂料为高颜料体积浓度(PVC)78%~83%的质感涂料,本文就高PVC刮涂质感涂料比较关注的贮存稳定性、耐水性及施工性进行探讨。

    贮存稳定性是指在一定时间内在特定条件下,涂料产品对可能产生的变稠、返粗、絮凝、分层、结块、产生异味等可能出现问题的抵抗能力,储存性不好会严重影响涂料的施工效果和保护性能。耐水性是漆膜在施工后,对水侵蚀的承载能力以及恢复性(主要是耐水白恢复性),产品耐水不好,会导致墙面发白发花,雨痕,甚至剥离。施工性,是指涂料在施工过程中做成合格成品的难易程度,随着施工成本水涨船高,施工性对整体的成本控制起到至关重要的作用。本文主要围绕这三个性能来提升刮涂外墙质感涂料的品质。

    1 实验部分

    1.1原料

    水、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、杀菌剂、丙烯酸乳液、金红石型钛白粉、重钙均为市售工业级。

    1.2实验基础配方

    表 1 实验基础配方

    Table1 The basic formula

 表1实验基础配方

表 1 实验基础配方

    1.3制备工艺

    将去水、纤维素、丙二醇、成膜助剂、消泡剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、PH调节剂等助剂混合均匀,再加入钛白粉和各类填料分散至均匀,再加入乳液,杀菌剂、增稠剂搅拌至均匀;转入质感涂料专用设备,依次加入各种目数圆砂,调色,搅拌至均匀即得。

    1.4技术指标

    按照《JG/T24-2000合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》要求进行检测,结果如下

表 2 刮涂外墙质感涂料的技术指标

Table 2 Technical indicators to the high PVC texture paint of scraping for exterior wall

表2刮涂外墙质感涂料的技术指标

表 2 刮涂外墙质感涂料的技术指标

    2结果与讨论

    2.1乳液对涂料性能的影响加

    2.1.1乳液的预筛选

    表 3 乳液预选择配方

    Table 3 Emulsion pre selection formula

  表3 乳液预选择配方

表 3 乳液预选择配方

    实验方案:根据配方,依次制备实验小样,用100um涂布器分别在玻璃板上制样,每个样品分别制备2块:一块常温放置24h后,浸水4h,测试初期耐水白性及恢复性;另一块常温放置144h后,浸水24h,测试耐水白性及恢复性。

    这里选择了市售6款乳液,实验数据见表4。

    表 4 乳液种类对涂料耐水性的影响

Table 4 The performance of waterproof for coatings to emulsion type

表 4 乳液种类对涂料耐水性的影响

表 4 乳液种类对涂料耐水性的影响

    备注:乳液A为市售低皂硅丙乳液

        乳液B为纯丙乳液

        乳液C、D为冷拼性硅改性苯丙乳液

        乳液E、F为硅改性苯丙乳液(1最差,5最好)

    从表3笔者可以看出:乳液A、E和F实验结果较好,继续实验。

    2.1.2乳液的筛选及性能影响

    分别将乳液A、E和F分别应用到实验基础配方中,测试实验性能见表5。

    表 5 乳液种类对涂料性能的影响

    Table 5 The performance of coatings to emulsion type

表 5 乳液种类对涂料性能的影响

表 5 乳液种类对涂料性能的影响

    备注:流变性测试指的是浆料部分的流变性。

    从表4笔者可以看出:乳液E较乳液F在基础配方中使用,触变性稍强,配方体系屈服值高,不易产生浮色、发花,易于施工。乳液A较乳液E价格高,耐水白性稍差,性价比不高,这里笔者选用乳液E(硅改性苯丙乳液)为最终选择的乳液。

    2.1.3乳液的量对涂料性能的影响

    随着乳液的添加量不断增加,PVC不断降低,逐步接近CPVC,然后低于CPVC。在基础配方上,只调整乳液添加量,对涂料性能影响见表6。

    表 6 乳液添加量对涂料性能的影响

    Table 6 The performance of coatings to emulsion addition

表 6 乳液添加量对涂料性能的影响

表 6 乳液添加量对涂料性能的影响

    从表6笔者看出,随着乳液的增加,配方的PVC在下降,在PVC低于CPVC的时候,粘结强度一直在上升,超过CPVC的时候开始下降。当PVC在CPVC附近的时候粘结强度最高,但同时也非常容易引起漆膜的开裂,耐水性也会因此受拖累;笔者发现13%乳液的时候,粘结强度大于国家标准0.70MPa,降低到12%的时候,已经不能满足国家标准,耐水性也不能满足实际需求。虽然乳液添加量24%或以上能满足要求,可是成本太高,性价比低,所以在该配方体系中,PVC在78%-83%的时候,性能能满足实际需求,性价比高。

    2.2增稠体系对涂料性能的影响

    常用的增稠剂有:纤维素、天然改性粘土类增稠剂、人工合成纳米级汉脱土类增稠剂、碱溶胀增稠剂、疏水碱溶胀缔合型增稠剂、聚氨酯类增稠剂及聚醚类增稠剂等。由于施工性的需要,笔者需要纤维做为主增稠剂。碱溶胀增稠剂由于耐水性差的原因,这里也不选择。

    2.2.1纤维素的添加量对涂料性能的影响

    随着纤维素的添加量的增加,漆膜吸水率上升,耐水性下降,开放时间增加,粘刀越明显,批刮性先上升后下降。纤维素的添加量对涂料性能影响见表7。

    表 7 纤维素的添加量对涂料性能影响

    Table 7 The performance of coatings to addition of cellulose

 表 7 纤维素的添加量对涂料性能影响

表 7 纤维素的添加量对涂料性能影响

    这里笔者发现当纤维素添加量为0.7‰时候,综合各项性能表现最佳,笔者把纤维素添加量确定为0.7‰。

    2.2.2粘土类增稠剂的预选择

    笔者知道,粘土类增稠剂的使用,由于激活后能形成稳定网状或卡屋结构,提高涂料的悬浮性、触变性,能有效的提高涂料贮存稳定性、批刮性及滑爽性等。然而,这类增稠剂结构复杂,性能差异巨大,因此,需要对其预选择。实验方法为:在低速搅拌下,取5-7份增稠剂加入到盛有93-95份水的容器中,分散3-5分钟,转为高速直至均匀,看是否呈浆状,是的话,取适量样品放入玻璃瓶中密封,常温放置1个月,打开看有无分水、分层现象。无分水、无分层的为良好的粘土类增稠剂。

    2.2.2不同增稠体系对涂料性能的影响

    这里为了方便实验,粘土类增稠剂笔者选择性能更为优异的人工合成纳米级汉脱土类增稠剂。表8为不同增稠体系对涂料性能的影响。

    表 8 不同增稠体系对涂料性能的影响

    Table 8 The performance of coatings to different thickening system

表 8 不同增稠体系对涂料性能的影响

表 8 不同增稠体系对涂料性能的影响

    从上笔者可以看出,在0.7‰纤维素的添加量的情况下,单独使用疏水碱溶胀缔合型增稠剂,贮存中浆料粘度一直上升,稳定性差,施工还易产生轻微发花;单独使用聚氨酯类增稠剂,贮存中浆料粘度轻微下降,稳定性良好,贮存稳定性稍差,施工还易产生轻微发花。

    在配方使用1%的人工合成纳米级汉脱土类增稠剂后,其它增稠剂使用量明显下降,贮存稳定性和施工性明显提升,贮存中浆料粘度变化较小或基本无变化,增稠剂配方2、4及5都能满足要求,其中以增稠剂配方5最佳。

    2.3分散剂、润湿剂对涂料性能的影响

    质感涂料对分散剂、润湿剂没有太多的要求,常用的聚丙烯酸盐类即可,无论是亲水的或者是疏水的,只是对质感漆的耐水有影响,这里笔者选择更疏水的铵盐分散剂,润湿剂这里笔者没有选用,因为在贮存、展色方面已经可以满足了实际的需求,因为这里笔者使用了人工合成的纳米级膨润土类增稠剂,大大提高体系的亲水、亲油平衡,降低了整个配方体系分散润湿与增稠体系匹配的难度,从而实现了更好的装饰效果。

    2.4消泡剂对涂料性能的影响

    在涂料中,为了减少涂料生产和施工过程中泡沫的产生以及泡沫遗留的痕迹,形成美观的涂膜而加入适当消泡剂。表8为消泡剂的使用量对涂料性能的影响。

    表 9 消泡剂的使用量对涂料性能的影响

    Table 9 The performance of coatings to addition of defoaming agent

表 9 消泡剂的使用量对涂料性能的影响

表 9 消泡剂的使用量对涂料性能的影响

    从上笔者可以看出:适量的微泡,有助于施工性的提高。

    2.5砂子的种类对涂料性能的影响

    在质感涂料中,砂子的级配是至关重要的,合理的级配能减少空隙率,提高涂料的粘结强度、耐水性等。同样,砂子的种类对涂料的性能也是有影响的。表9为砂子的种类对涂料性能的影响。

    表 10 砂子的种类对涂料性能的影响

    Table 10 The performance of coatings to sand type

表 10 砂子的种类对涂料性能的影响

表 10 砂子的种类对涂料性能的影响

    从上笔者可以看出,使用圆润的砂子比普通的砂子施工性明显要好。涂料的涂布量与使用的最大砂子目数及最大砂子目数有关,目数越大,砂子越小,涂布量越高。这是因为,施工的时候,涂膜的厚度接近于最大粒径的砂子,最大粒径的砂子越小,涂布量越高。但是,更多的时候砂子的大小要根据实际需求来决定。

    砂子与颜填料的总量一般为60%-75%加入砂子量,总量越多,涂布量越大;其中填料越多,涂布量越大。砂子与填料粒径越小,以及填料越多,CPVC越低,越有利于遮盖力的提升。但是需要乳液的包裹量越多,影响粘结强度、耐水性及干燥速度。所以,根据需求,要合理搭配乳液、颜填料及砂子的量。

    3 结论

    本文高PVC刮涂外墙质感涂料,采用人工合成纳米级汉脱土类增稠剂、硅改性苯丙乳液及增稠体系的合理搭配,对消泡剂适当选择、砂子的匹配控制,具有更好的贮存稳定性、更佳耐水性和更优施工性。高PVC刮涂外墙质感涂料性价比,颜色重现性好,饰效果佳,并且易于施工,是中、高档外墙装饰材料的重要选择。

    引用文献:

    1.未来十年中国建筑涂料(乳胶漆)市场分析,胡中源等,《上海建材》2008年第3期;

    2.乳胶漆常用增稠剂的种类及对乳胶漆抗分水性影响,胡中源等,《上海涂料》2009年第10期。    

责任编辑:张婉瑶

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