摘要:论述了涂抹真石漆的封底漆、中间层和罩面漆的配方、原材料的选择、各组分的加量对涂料性能的影响,并对真石漆的性能进行了检测。
关键词:涂抹真石漆;乳液;玻璃化温度;耐水白性
0 引 言
真石漆又叫砂壁状合成树脂建筑涂料。它以合成树脂乳液为基料,以不同颗粒的彩色砂粒、石粉为骨料,喷涂或涂抹在建筑物表面上,形成具有天然石材质感的涂层。该产品装饰效果清新自然、形态逼真、色彩典雅,具有天然石材的质感及外观,且具有耐腐蚀性好、附着力强、耐候性好、不燃、易洗、施工性及装饰性强的特点,是墙体良好的外装饰面层。
目前真石漆大多采用喷涂施工,但喷涂过程中真 石漆的黏度调整很重要,太黏不易喷出,太稀容易流 挂,尤其是喷涂易造成真石漆中的砂粒飞溅,掉砂现象非常严重,造成浪费。而涂抹工艺完全避免了真石漆在喷涂时造成的浪费,节约了原料成本,产生良好的经济效益。通过刮涂真石漆形成瓷砖墙体的效果,避免了瓷砖过于沉重而造成的脱落现象,为外保温体系提供了轻质的仿瓷饰面涂料。
1 实验部分
1.1 封闭底漆的配制
按表 1 配方配制封闭底漆。
表 1 封闭底漆配方
1 . 2 中间层涂料的配制
按表 2 配方配制中间层涂料。
表 2 中间层涂料配方
1 . 3 罩面漆配制
按表 3 配方配制罩面漆。
表 3 罩面漆配方
1 . 4 性能检测
依据 JG / T24-2000 合成树脂乳液砂壁状涂料标准进行性能检测,检测结果如表 4 所示。
2 结果与讨论
2 . 1 封闭底漆
基层封闭底漆的作用是清除基层表面灰尘、杂 质,封闭基层,防止及减少基层盐类、碱类的析出,堵 塞基层孔隙,减少基层吸收真石漆中间层的水分、乳液等,提高中间层与封底涂料的附着力。本研究选择耐碱封底乳液,它是一种超细无皂聚合的纯丙乳液,具有突出的耐水性和耐水白性,其超细粒子非常容易渗透到底材中。该乳液具有很强的渗透性、封闭性和对底材及面漆的附着力,能在混凝土表面形成一层十分致密的高分子膜,阻止毛细管渗出的盐碱,主要用 于防止混凝土的泛碱、泛盐,具有优异的耐碱性。与 它配套使用的还有硅溶胶,硅溶胶颗粒比较细微,能够通过毛细管作用渗透到底材内部,并与底材中的碱性物质发生反应生成硅酸钙,堵塞底材空隙,使涂膜具有较强的附着力,真正起到封闭作用。由于硅溶胶的贮存条件为 pH 8 . 5 ~ 9 . 5 ,需用氨水调节体系的 pH 值。
2 . 2 中间层
2 . 2 . 1 中间层的粘结剂
粘结剂是影响真石漆性能的最关键因素,它的性能直接影响真石漆膜的硬度、粘接强度、耐水、耐候等多方面的性能。用于真石漆的乳液要求有很好的附着强度、耐老化性、耐水性,即要求乳液的吸水率要小,耐吸水泛白性 ( 耐水白性 ) 好。另外由于涂抹真石漆有一定的厚度,要求漆膜的硬度高。根据以上特性对乳液进行了选择,结果见表 5 。
由表 5 可看出,随乳液玻璃化温度的升高,涂膜的硬度变大, 6 号乳液的玻璃化温度较高,干燥 3 d 后手感较硬。一般选择乳液的玻璃化温度在 20 ~ 35 ℃较好。玻璃化温度太高,对成膜不利,涂膜脆性大,易开裂。另外 6 号乳液为无皂聚合乳液,耐水白性好,与底材的附着力好,不变黄,具有较高的粘接强度、耐候性和耐水性,解决了涂料的吸水泛白和涂层太软的问题。
表 4 检验结果
表 5 以不同乳液为成膜物质的真石漆性能比较
2 . 2 . 2 骨料
由于人造彩砂的加工复杂,成本昂贵,骨料一般使用天然彩砂。如汉白玉、大理石、花岗岩等石料,可使用石英砂和白云石。天然彩砂是经粉碎、清洗、筛选等工序加工而成,具有天然石材良好的耐候性、耐 酸碱性、硬度及自然的色彩和光泽。骨料的颗粒级配 对真石漆的状态、涂层的表观状态和成本有很大影响。颗粒粗则涂料易沉淀,涂层遮盖力下降,涂层外观较粗糙,易积灰尘而被污染;颗粒太细涂层质感差、不丰满,细骨料需要的乳液量大,成本高。一般采用粗细颗粒搭配使用。由于不采用喷涂工艺,粗砂的比例相对增加,提高质感,也有利于降低价格。颗粒级 配见表 6
表 6 彩砂级配
采用上述粗细颗粒搭配使用,得到的涂层致密,装饰效果好。
2 . 2 . 3 增稠剂
真石漆中骨料含量大、密度大,极易沉淀,需加人增稠剂增加其黏度,改善贮存稳定性。同时还须用增稠剂来调整涂料流变状态以利于刮涂,达到良好的施工性能。常用的增稠剂有纤维素、碱溶性增稠剂、缔合型增稠剂。纤维素增稠剂使用方便,增稠效果好,但易腐败变质,还会影响乳液的耐水性,使乳液的耐水白性变差。另外纤维素的保水性好,添加量越多,真石漆对底材的附着性越好,但同时涂膜干燥时间延长,涂膜在很长时间内发软,不易干燥。疏水改性碱溶性增稠剂与纤维素比较,耐霉变性好,它对水相和乳液均能增稠,耐水性有所改善。聚氨酯缔合型增稠剂只对乳液增稠,在缔合型增稠剂分子中,至少有两个憎水基团,不但互相缔合,还与表面活性剂缔合,在水中形成三维网状结构,起到增稠效果,耐霉变性和耐水性都非常好,但成本太高,它与碱溶性增稠剂配合使用,增稠效果好,而且不影响乳液的耐水白性。
2 . 2 . 4 消泡剂
由于真石漆中的乳液、增稠剂和各种粗细骨料减弱了表面的液体迁移速度,使得由于生产搅拌过程中产生的大量气泡能稳定地存在于真石漆中。在涂抹施工时,会在真石漆表面形成很多针孔,影响涂料装饰的外观和耐污染性。消泡剂能渗入到泡沫体系中破坏气体的弹性,抑制和破坏泡沫的产生。
2 . 2 . 5 成膜助剂
随着水分的挥发,乳液聚合物粒子相互靠近、挤压和融合而形成连续的涂膜,而乳液成膜必须在一定的温度下成膜,低于这个温度乳液就无法成膜,这个温度即为最低成膜温度,成膜助剂的作用是降低乳液的最低成膜温度。成膜助剂的选择和加量将直接影响乳液的成膜和耐水性。十二醇酯是成膜效果好、成膜效率高的成膜助剂。成膜助剂的加量很重要,加量少,乳液成膜不完全,涂层易开裂且耐水性不好,耐水白性差。但也并不是越多越好,由于真石漆涂抹时有 一 定厚度,过多的成膜助剂挥发不完全,残留在真石漆中,使涂层发软,长时间不干燥,表面发粘,耐沾污 性变差。成膜助剂的加量可通过乳液加人成膜助剂 充分搅拌均匀后,在板上做成膜试验,如成膜后光泽好,不粘不裂,成膜速度快,则说明加量适当。一般加 量为乳液量的 3 % ~ 5 % ,冬天可适当多加。
2 . 2 . 6 水
水的加量对于涂抹真石漆尤为重要。在喷涂真石漆时,加人适量的水能在达到标准要求的粘接强度的基础上降低成本,增强喷涂的施工性,而且干燥速度很快。而在涂抹真石漆时,根据需要,涂抹真石漆的涂层厚度在 4 mm 左右,加人一定量的水后,涂膜往往干燥很长时间仍然发软,指甲能抠动。加水量与涂膜硬度的关系见表 7 。
表 7 真石漆加水量与涂膜硬度的关系
由表 7 可看出,对于同一乳液的真石漆,其加水量越多,涂膜要达到一定的硬度所需要的时间越长,这与喷涂真石漆有明显的不同。这主要是真石漆在喷涂后的表面会形成许多肉眼看不见的毛细孔,水分可以从毛细孔渗透挥发出来,使其很快干燥成膜,而涂抹过程会把大部分毛细孔堵塞,而且涂抹时表面有 一 层乳液会首先随水分挥发而成连续的涂膜,这样涂层中的水分很难挥发,涂层越厚水分越不易挥发出来,造成真石漆外干里湿,干燥时间延长。因此配制涂抹真石漆时,根据涂抹厚度,决定加水量,原则上尽可能在 3 d 后涂膜达到一定的硬度又能加人一定的水量以降低成本。另外涂抹时尽量不要把乳液压出 来,防止堵塞毛细孔而延长干燥时间。
2 . 3 罩光漆
罩光漆的主要作用是提高表层的耐老化性、耐沾污性及表面光泽。选择丙烯酸氟树脂共聚的乳液,其附着力、憎水、憎油、防污染、耐候性、抗紫外线能力强,硬度高。真石漆罩光后,水珠在涂膜上可呈现荷叶上的水珠状,防水性和耐污染性大大提高。
3 结语
根据涂抹真石漆要求达到的性能研制了涂抹真石漆的配方,并对其组成、作用及加量不同对涂料性能的影响进行了探讨。封底漆选择耐碱封底、无皂聚合的纯丙乳液并与有很强的渗透性、封闭性的硅溶胶配套使用。中间层的粘结剂,一般选择乳液的玻璃化温度在 20 ~ 35 ℃ ,耐水白性好的无皂聚合乳液,与底材的附着力好,不变黄,具有较高的粘接强度、耐候性和耐水性。骨料采用大比例粗砂与细砂搭配使涂层致密,并提高质感。增稠剂选用聚氨酯缔合型增稠剂与碱溶性增稠剂配合使用,增稠效果好,而且不影响乳液的抗水白性。消泡剂的加入可抑制和破坏泡沫的产生,防止真石漆在涂抹过程中产生的不利影响。 成膜助剂的选择和加量将直接影响乳液的成膜和耐 水性,一般成膜助剂的加量为乳液量的 3 % ~ 5 % ,冬天可适当多加。对于同一乳液的真石漆,其加水量越多,涂膜厚度越厚,涂膜要达到一定的硬度所需要的时间越长,配制涂抹真石漆时,根据涂抹厚度,决定加水量,原则上尽可能在 3 d 后涂膜达到一定的硬度又能加入一定的水量以降低成本。罩光漆选择丙烯酸氟树脂共聚的乳液,其附着力强、憎水、憎油、防污染、耐候性、抗紫外线能力强,硬度高。涂抹真石漆具有突出的耐水性和抗水白性,采用涂抹的方式施工,此方法方便简单,无须专业的施工工具,而且经抹平后,真石漆表面干净、平整、光滑、耐污性更佳,代表着新的发展方向,但此类真石漆在市场上的应用不多,还 需进一步推广。 |