影响外墙乳胶漆耐沾污性的因素

 乳胶漆具有施工方便、维护更新容易、颜色丰富、安全无毒、经济实惠等优点,从而成为外墙装饰的主流。但乳胶漆的一个缺点是耐沾污性不佳,这也是长期不能较好解决的问题。随着GB/ T 9755 —2001 外墙乳胶漆标准的出台,增加了耐沾污性这一指标,使耐沾污性这一问题正式提到议事日程上。

1  实验部分
111  仪 器
U440/ 80 – 220 型高速分散机;WGG 60 – E4 型光泽度计;涂层耐沾污性冲洗装置。

112  配 方
外墙乳胶漆的基础配方如表1 所示。

113  生产工艺
首先在分散缸中加入水、部分消泡剂等助剂,低速搅拌下慢慢加入颜填料,并加入增稠剂后高速分散至细度合格,加入剩余的消泡剂、pH 调节剂和乳液,然后加水补足余量,再低速分散10 min ,以起到分散均匀和排除气泡的目的。

2  结果与讨论
211  乳液的影响
21111  玻璃化温度( Tg) 的影响
采用相同配方,不同Tg 的乳液( Tg 高时,增加Texanol 用量,同时减少水的用量) 所得的耐沾污性和成膜性结果如表2 所示,其中A、B、C、D 均为进口乳液,E 为3 ∶7 B/ D 乳液。

 从表2 可见,随着Tg 的增大,耐沾污性越好;两种乳液的Tg 相差越大,耐沾污性相差越大。这说明Tg 是影响耐沾污性的主要因素。笔者经过实验发现,选用两种乳液拼用,其耐沾污性、成膜性、贮存稳定性、经济性优于单一乳液。因此,外墙乳胶漆配方中采用不同Tg 的两种乳液拼用来提高Tg ,是提高涂层耐沾污性的主要途径之一。Tg 对耐沾污性的影响是由于乳胶漆中的基料一般都是热塑性聚合物,当漆膜的使用温度大于Tg时,漆膜发软发粘,空气中的灰尘和大风带起的砂尘被漆膜粘附而造成漆膜沾污。

21112  乳液类型的影响
采用相同Tg 的不同乳液配制亚光乳胶漆,其耐沾污性测试结果如表3 所示。
表3  相同Tg 的不同乳液配制亚光乳胶漆的耐沾污性

 从表3 可见,硅丙乳液的耐沾污性最好,苯丙乳液次之,纯丙乳液最差。这是因为硅丙乳液较硬和表面张力较低所致;苯丙乳液则带刚性环,其疏水性和水蒸气渗透性好。一般认为,当PVC 高于30 %时,苯丙乳液的耐粉化性和黄变性与纯丙乳液相当。因此,在不影响耐粉化性、黄变性、价格等的情况下,可选择硅丙乳液和苯丙乳液配制外墙乳胶漆。

212  PVC的影响
采用相同乳液配制不同颜料体积浓度( PVC) 的乳胶漆,其耐沾污性测试结果如表4 所示

 从表4 可见,随着PVC 的增大,光泽降低,耐沾污性变好。这是由于在相同的Tg 条件下, 提高PVC , 即是增加硬度较大的颜填料的用量,而减少了较软的高聚物的用量,所以在满足外墙乳胶漆的耐老化性与光泽等物化性能要求时,PVC 应尽量大。

213  填料粒径的影响
采用相同配方,不同粒径的填料配制乳胶漆,其耐沾污性测试结果如表5 所示。
表5  不同粒径填料对耐沾污性的影响

 从表5 可见,填料的粒径越小,手感越好,耐沾污性也越好,但效果不太明显。这是因为漆膜在微观上是凹凸不平的,在PVC 较高时还能形成孔洞结构,灰尘在凹处或孔洞处积聚而造成漆膜污染。所以在外墙乳胶漆配方中应加入粒径较细的颜填料,以提高漆膜表面平整度,从而提高其耐沾污性。

214  助剂的影响
采用相同配方,加入不同助剂的耐沾污性的测试结果如表6 所示。

从表6 可见,不同助剂对耐沾污性的影响较大,加入疏水剂是为了提高漆膜的憎水性,防止溶解或分散于水中的灰尘进入漆膜的毛细孔而造成对漆膜的沾污;加入硅溶胶是为了增大漆膜的致密度和硬度,使漆膜的粘附性降低;加入蜡乳液是因为蜡乳液能漂浮到漆膜表面形成光滑膜,从而减少灰尘在漆膜上的积聚和粘附,所以外墙乳胶漆配方中还应加入适量助剂以提高其耐沾污性。另外,漆膜的表面张力、在空气十分干燥时可能发生的静电吸咐、流平性、防霉性、基材的平整度也影响到乳胶漆膜的耐沾污性。

3  结 语
(1) 玻璃化温度( Tg) 是影响漆膜耐沾污性的主要原因,可选择不同Tg 的两种乳液拼用,以提高Tg来改善耐沾污性。
(2) 颜料体积浓度(PVC) 也是影响漆膜耐沾污性的主要因素之一。在外墙乳胶漆的耐老化性与光泽等物化性能满足要求时,PVC 应尽量大些。
(3) 外墙乳胶漆中应加入粒径较细的颜填料,以提高漆膜平整度来提高漆膜的耐沾污性。
(4) 外墙乳胶漆中可加入疏水剂等助剂来提高漆膜的耐沾污性。

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