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新型外墙乳胶漆的研制,根据乳胶漆的组成成分及在配方中起的作用, 进行了外墙乳胶漆的配方设计研究, 讨论了乳液、粉料以及助剂例如填料、膨润土、增稠剂、成膜助剂、分散剂以及消泡剂等对外墙乳胶漆性能的影响, 确定了乳胶漆的最佳配方,中国资讯网,ChinaNews360.com
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新型外墙乳胶漆的研制,根据乳胶漆的组成成分及在配方中起的作用, 进行了外墙乳胶漆的配方设计研究, 讨论了乳液、粉料以及助剂例如填料、膨润土、增稠剂、成膜助剂、分散剂以及消泡剂等对外墙乳胶漆性能的影响, 确定了乳胶漆的最佳配方
2019年07月13日    阅读量:2563    新闻来源:中国资讯网 ChinaNews360.com  |  投稿

1  前言

随着我国国民经济的快速发展, 对建筑涂料提出了色彩丰富、施工方便、容易更新、耗能低、抗污染、耐候性强等更高的要求, 使外墙涂料迅猛发展。乳胶漆是水性涂料的一种, 基本成分可以分为基料、颜料( 填料) 及助剂三大部分。基料通常为以乳液聚合制成的合成树脂乳胶, 是主要成膜物质涂料在线coatingol.com


颜料( 填料) 可以分为着色颜料和体质颜料。着色颜料对涂膜着色, 体质颜料主要对涂装性能进行调整,改进涂膜性能, 降低成本。助剂主要有分散剂( 颜料的分散及防止再凝聚) 、润湿剂( 颜料润湿性的改进) 、消泡剂( 制造和涂装时消泡) 、防腐剂( 防止储存过程中腐败) 、防霉剂( 防止涂膜生霉) 、增稠剂( 调节涂料黏度和涂装作业性) 、防冻剂( 改进冻融稳定性) 、防锈剂( 防止涂装金属面生锈) 等成膜助剂。


乳胶漆作为 环保型!水性涂料更受到市场的青睐。根据专家预测乳胶漆将是未来二十年内主要的建筑装修涂料[ 1- 4] 。


2  实验部分

21  主要原料

苯丙乳液、钛白粉( R- 244) 、轻质碳酸钙、膨润土、滑石粉及适量助剂, 包括杀菌剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、乙二醇、成膜助剂等, 均为工业级产品。


22  主要仪器

SMA- 0.75 型研磨机, JHS- 1 型搅拌机, 101-B 型电热鼓风恒温干燥箱, GN- Z 型斯托默黏度计及玻璃仪器等。


23  白浆的配制

首先加入一定量的水, 然后加入杀菌剂, 在一定的转速下缓慢地加入增稠剂, 使其溶解。再依次加入分散剂、消泡剂、膨润土、滑石粉、轻质碳酸钙和钛白粉, 混合搅拌均匀, 然后转入研磨机研磨。

我们采用了三个比较成熟的白浆配方( 见表1) 。

新型外墙乳胶漆的研制,根据乳胶漆的组成成分及在配方中起的作用, 进行了外墙乳胶漆的配方设计研究, 讨论了乳液、粉料以及助剂例如填料、膨润土、增稠剂、成膜助剂、分散剂以及消泡剂等对外墙乳胶漆性能的影响, 确定了乳胶漆的最佳配方 中国资讯网,ChinaNews360.com

24  外墙乳胶漆的配制

首先加入一定量的白浆, 搅拌均匀后在一定速度下依次加入乳液、乙二醇, 成膜助剂和增稠剂的水溶液。( 注意: 在投料以前要检验白浆的pH 值是否大于7, 只有在碱性条件下才能加入其他的原料) 。同时注意低速投料, 低速搅拌均匀, 最后慢速消泡。


25  性能测试方法

我们测试的性能主要有: 黏度、固含量、比重、对比率、耐碱性、耐洗刷性、涂刷性以及在容器中的状态。这些性能测试时根据国家标准进行实验。其中:

黏度的测定按照<建筑涂料黏度的测定  斯托默黏度计法#( GB/T9269 -1988) ;固含量的测定按照<涂料固含量测定法>( GB/ T1725 - 1979) ;比重的测定按照<颜料密度的测定  比重瓶法>(GB/ T 1713 - 1989) ;对比率的测定按照<浅色漆对比率的测定>(GB/ T 9270 - 1988) ;耐碱性的测定按照<建筑涂料  涂层耐碱性的测定>( GB/T 9265 - 1988) ;耐洗刷性的测定按照<建筑涂料  涂层耐洗刷

性的测定>( GB/T 9266- 1988) ;试板制备按照<建筑涂料  涂层试板的制备>( JG/ T 23 - 2001) 。


3  实验结果与讨论

将由表1 配制的三种白浆配制成外墙乳胶漆,测定性能参数, 具体数据如表2。


新型外墙乳胶漆的研制,根据乳胶漆的组成成分及在配方中起的作用, 进行了外墙乳胶漆的配方设计研究, 讨论了乳液、粉料以及助剂例如填料、膨润土、增稠剂、成膜助剂、分散剂以及消泡剂等对外墙乳胶漆性能的影响, 确定了乳胶漆的最佳配方 中国资讯网,ChinaNews360.com



31  乳液对乳胶漆的影响

本实验选用苯丙乳液和纯丙乳液。总的来讲,乳液聚合物的折光指数对涂料光泽有较大的影响,聚合物的折光指数越高, 涂膜光泽也越高。乳液粒径几何分布对涂膜光泽也有较大影响。细粒径的乳液聚合物所形成的涂膜有较好的光泽; 而粗粒径的乳液光泽较低。


对流平性的效果来说, 细粒径的乳液聚合物配制的外墙乳胶漆流平性差, 粗粒径的乳液聚合物配制的外墙乳胶漆流平性好。所以为了获得光泽高且流平性又好的乳胶漆,最好选用粒径细带粒度分布较宽的乳液[ 5] 。


32  颜填料对乳胶漆的影响

321  对光泽性的影响

钛白粉含量高的乳胶漆的光泽最好。如果三种颜填料总量相同的情况下, 在二氧化钛一定时, 含轻质碳酸钙高的比含滑石粉高的乳胶漆的光泽性要好。其原因是: 二氧化钛的粒径最小, 其形成的涂膜表面粗糙度最低, 故在相同的颜􀀁基比下涂膜的光泽最高, 加入了轻质碳酸钙后其平均粒径增大, 粒径分布变宽, 涂膜表面粗糙度增加, 光泽度降低。


同理,轻质碳酸钙的粒径小于滑石粉的粒径, 而且滑石粉的吸油量小于轻质碳酸钙的吸油量, 所以, 随着滑石粉用量的增加光泽性下降。由A、B、C 白浆配置的乳胶漆, 可以看出随着滑石粉用量的增加, 遮盖力下降。由于钛白粉的价格昂贵, 为了降低成本可以加入滑石粉和轻质碳酸钙, 但也要在保证良好的性能的基础上可适当减少用钛白粉的比例。


322  对耐碱性的影响

钛白粉含量对耐碱性有一定影响, 钛白粉含量不宜过低。


323  对耐洗刷性的影响

钛白粉含量高则耐洗刷性强, 主要也是由于钛白粉平均粒径小, 形成的涂膜均匀所致。


33  膨润土对乳胶漆的影响

膨润土是含水铝硅酸盐, 吸水性极强, 遇水后体积膨胀增大, 形成凝胶物, 同时膨润土具有增稠剂的作用和改善乳胶漆的流变性, 价格低廉, 但白度低,而且用量过多会造成体系不稳定, 所以在乳胶漆中

应该限量使用。


34  增稠剂对乳胶漆的影响

增稠剂能明显提高涂料的表观黏度并赋予涂料触变性等, 从而改变涂料的流动性。增稠剂使用得当可防止涂料在储存中颜料沉淀, 防止涂装时产生流挂, 改进施工作业性, 提高丰满度。如增稠剂选择不当, 则会产生凝胶或引起减黏[ 6] 。


35 成膜助剂对乳胶漆的影响

成膜助剂是一种可以挥发的增塑剂, 能促进乳胶离子的塑性流动和弹性变形, 改善其聚结性, 选择成膜助剂一定要和乳液配套, 苯丙乳液、纯丙乳液、酯丙乳液的成膜助剂不完全相同。成膜助剂用量过大时, 反而会使成膜性下降, 产生涂膜龟裂。


36  分散剂的影响

分散剂的用量不宜过多, 在P/B 确定的情况下,分散剂的有一个最佳用量点, 到这点时, 乳胶漆的黏度会明显的突降, 而且会产生失光、成胶、附着力下降及耐水性降低等弊病[ 7] 。


37  消泡剂的影响

消泡剂实际上是一种表面活性剂[ 8] , 常用的消泡剂有低分子量的醇类、磷酸酯类、乳化硅油类及复合型类, 选择消泡剂应基于两点: 高效, 持久。


38  最佳配方的确定

新型外墙乳胶漆的研制,根据乳胶漆的组成成分及在配方中起的作用, 进行了外墙乳胶漆的配方设计研究, 讨论了乳液、粉料以及助剂例如填料、膨润土、增稠剂、成膜助剂、分散剂以及消泡剂等对外墙乳胶漆性能的影响, 确定了乳胶漆的最佳配方 中国资讯网,ChinaNews360.com

根据基础实验和性能测试数据, 结合市场的需要, 我们提出最佳配方如表3。


4  结语

我们在基本配方的基础上确定了各种原料用量, 通过各种性能数据测试来确定乳胶漆的配方, 得到涂刷性、耐洗刷性、耐碱性、耐候性都比较好的外墙乳胶漆。在保证性能达到国家标准的基础上, 如果进一步调整颜􀀁填料的结构, 可以降低成本, 以满足不同环境和不同客户的需求。


新型外墙乳胶漆的研制


颜 杰  唐 楷  段益琴  张承红  邓世华

( 四川理工学院材料与化学工程系, 四川自贡, 643000)


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