弹性丙烯酸涂料（精选7篇）
弹性丙烯酸涂料 篇1
聚合物乳液防水涂料是以合成树脂乳液为基础成膜材料制成的防水涂料,具有良好的粘结性、柔韧性、防水性和耐候性,并且不易燃。由于其不含有机溶剂,环保无污染,近年来在建筑物的屋面、地下室、厨卫间以及外墙等结构部位防水工程中的应用逐年增加[1]。
SJ-2605高弹性丙烯酸防水涂料是通过形成完整的防水涂膜来阻挡水的透过或水分子的渗透,从而起到防水作用。其涂膜的形成机理为:在聚合物乳液最低成膜温度以上,随着水分的挥发,聚合物颗粒之间相互接近、挤压、凝聚而融为一体,形成密实填充状态的防水层;防水层内聚合物粒子间剩余的水分,在毛细管压力作用下进一步挥发,使聚合物粒子发生塑性变形并紧密排列,最终形成高弹性、均匀连续的防水涂膜[2,3]。
1 SJ-2605高弹性丙烯酸防水涂料的研究
1.1 基料的选择
1.1.1 乳液品种的选择
SJ-2605高弹性丙烯酸防水涂料是由基料、颜填料和助剂等组成,基料采用具有高弹性、高耐候性的优质丙烯酸乳液。丙烯酸乳液是以丙烯酸酯为单体,通过乳液共聚法制得的聚合物乳液,具有涂膜光亮、柔韧等特点,粘结性、耐候性、耐水性都较好。目前,市场上的丙烯酸乳液品种较多,有纯丙乳液、苯丙乳液和硅丙乳液等,其性能各有优越性。在其他条件不变的情况下,采用相同的基础配方,使用不同品种的丙烯酸乳液配制成防水涂料,其性能比较见表1。
由表1可以看出,就低温柔性和断裂伸长率考察,硅丙乳液不能满足高弹性防水涂料的要求,纯丙乳液和苯丙乳液能够达到标准要求,但苯丙乳液的耐水性和耐候性不如纯丙乳液好,所以采用纯丙乳液作为基料。
1.1.2 聚合物乳液用量对防水涂料性能的影响
在其他条件不变的情况下,采用相同的基础配方,考察聚合物乳液用量对防水涂料拉伸强度、断裂伸长率、不透水性和耐候性的影响,其结果见图1、图2和表2。
由图1、图2和表2可知,随着聚合物乳液用量的增加,防水涂料的断裂伸长率和拉伸强度增大,其防水性能提高。综合考虑防水涂料的成本及各项性能,聚合物乳液用量控制在45%左右。
1.2 颜填料的选用
在防水涂料中掺入适量的颜填料,不但可以降低成本,而且还能增加涂膜的厚度,改善涂膜的力学性能和耐候性。在本研究中,选用了金红石型钛白粉作为白色填料,使涂膜不易粉化。并选用在聚合物乳液中分散性好、悬浮性好、稳定性好、触变性好的超细高岭土和超细硅酸铝作为填料。
1.3 助剂
助剂作为防水涂料的原材料之一,用量一般不大,但作用却较大,分散剂和润湿剂的加入,能够使颜填料在水和聚合物乳液中更好地分散,且有效防止涂料聚集絮凝;增塑剂能够削弱分子间作用力,增加分子链的可活动性,降低聚合物分子链的结晶性,即增加聚合物的塑性,进而提高断裂伸长率,降低涂膜硬度;加入适量的触变剂,可以使涂料具有一定的触变性,制得的防水涂料在立面、斜面上施工不发生流挂和流淌现象。另外,还加入消泡剂、增稠剂、防腐剂等助剂,以改善防水涂料的耐水性、耐候性和贮存稳定性。
2 SJ-2605高弹性丙烯酸防水涂料的性能及特点
按JC/T 864—2008《聚合物乳液建筑防水涂料》标准,测试SJ-2605高弹性丙烯酸防水涂料的性能,结果见表3。
SJ-2605高弹性丙烯酸防水涂料的主要特点如下:1)单组分,无毒,无味,无污染,施工简便,工期短;2)能在潮湿的多种材质的基面上直接施工;3)强度大,延伸率高,耐低温、耐水性、耐久性优异;4)可加颜料制成彩色罩面涂层;5)在立面、斜面和顶面上施工不流淌。
3 SJ-2605高弹性丙烯酸防水涂料的应用
3.1 适用范围
SJ-2605高弹性丙烯酸防水涂料适用于新旧建筑物的屋面、地下室、内外墙、厕浴室,也适用于水池、隧道、桥梁、水库等防水工程;可在潮湿或干燥的混凝土、金属、纤维瓦、砖石、沥青、聚氨酯、SBS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材等基面上直接施工;另外,还可以用于伸缩缝、分格缝、落水口、穿墙管等的密封。
3.2 基层要求及处理
防水基层表面要平整、牢固、干净、无明水。对于有缺陷的表层应涂刷底涂,对于基层变形缝、裂缝应预先进行密封处理。
3.3 涂布方法
可采用刷涂、滚涂、刮涂等方法,涂刷数遍完成。先涂刷底涂,在第1遍涂层干固后,再涂刷第2遍,2遍涂刷应间隔6~12 h。涂刷时要均匀,不能有局部沉淀和气泡。若防水层需要加强处理,可在中层和上层之间加铺一层或多层无纺布或玻纤布,以提高涂层强度。
3.4 用法用量
根据施工场合环境的不同,可在防水涂料中适当添加0~2份水,搅拌均匀后直接刷涂;彩色防水涂料应直接使用,不允许加水稀释。涂料的用量为2.0~2.5 kg/m2。
4 结语
聚合物乳液防水涂料作为一种新型防水材料,无毒无污染,延伸率高,耐候性优异,施工方便。随着经济与社会的发展,人们对环境保护越来越重视,聚合物乳液防水涂料在建筑防水工程中的应用将越来越广泛。
参考文献
[1]翟广玉等,不同聚合物乳液防水涂料性能比较研究[J].新型建筑材料,2006(5):16-18.
[2]沈春林编,建筑防水涂料[M].北京:化学工业出版社,2003.9.
[3]徐峰,张玉林.聚合物防水涂料的技术原理及其应用[J].新型建筑材料,2005(2):44-47.
弹性丙烯酸涂料 篇2
1 氟硅改性丙烯酸树脂和涂料的研发方法
氟硅改性丙烯酸树脂和涂料的研发方法主要有两种:其一, 化学改性法。首先将含氟丙烯酸与烯烃基硅烷单体等共聚。在溶剂甲基异丁基酮存在的条件下, 将含有全氟基团的氟碳单体与丙烯酸酯类单体在引发剂AIBN引发下进行自由基共聚制成的氟碳树脂。当复燃单体质量分数较低 (5%) 时候, 加入质量分数为2%-8%的甲基丙死酸三甲氧基硅烷, 从而制成有机硅改性氟碳树脂共聚物。共聚物的涂抹在80℃固化两个小时以上, 具有硬度高、耐水、耐碱、耐溶剂、表面自洁及耐沾污等优良性能。而且降低了其成本, 为工业化生产有机硅改性氟碳涂料创造了一定的条件。其次, 先合成共氟硅单体, 然后再与丙烯酸酯类单体共聚反应。合成共氟硅单体主要有金属有机化合物法。其通过氟烃基格式试剂或氟烃基格式试剂或烷氧基硅烷反应来支撑共氟硅单体。另一种是加成法, 加成法是利用硅氢化反应, 一般以氯铂酸为催化剂, 支撑一系列氟烃基硅烷化合物。其二, 物理共混法。物理共混法操作比较简单, 成本较低, 是一种非常重要的制备聚合物的方法。但是应用氟硅改性丙烯酸树脂上却存在着一定的缺点, 比如稳定性不高, 相容性较差, 容易发生分离, 因此物理共混法现在应用的价值也不大, 基本上都是使用化学改性化取代。
2 氟硅改性丙烯酸树脂和涂料的应用
2.1 用于制备防腐材料
水性铁红丙烯酸防锈漆, 水性自交联丙烯酸防腐材料, 耐酸雨有机硅改性丙烯酸涂料, 氟硅改性丙烯酸木器涂料。其中, 水性铁红丙烯酸防锈漆是自干型涂料, 其性能优于红丹酚醛防锈漆和红丹醇酸防锈漆。该漆具有优良的耐盐水性、耐腐蚀性、附着力较强, 坚韧、牢固的特点, 同时可以配合各类面漆配套使用, 无毒无害、对环境的污染非常少, 便于储藏运算和施工涂料。并且氟硅改性丙烯酸树脂和涂料主要应用于大型机械、车辆、船舶以及小型仪器仪表等涂料。
2.2 抗菌涂料
氟硅改性丙烯酸树脂和涂料可以应用食用用型无机抗菌涂料, 防抗菌苯丙乳液建筑涂料, 纳米氧化新意苯丙乳液抗菌涂料, 纳米银粉抗菌涂料。食用用型无机抗菌涂料主要是由溶胶一凝胶法制备的无机抗菌粉体可添加与丙烯酸涂料中得到的抗菌性、耐磨性、耐水性等优良的抗菌涂料。该涂料可以广泛应用于食品厂、医院、制药厂等场所。
2.3 用于建筑涂料
氟硅改性丙烯酸树脂和涂料可以应用与建筑材料等方面, 丙烯酸树脂建筑用乳胶漆, 聚丙烯酸酯彩色涂料, 防水涂料和外墙的涂料上。聚丙烯酸酯彩色涂料的基料可以应用在制备清漆或者色漆上, 其制成的清漆或者色漆主要适用于内外墙的装饰上, 具有色彩艳丽、耐水性、漆膜柔韧、耐恶劣气候性等优良特点。
2.4 用于光学和导电功能涂料
溶剂型丙烯酸荧光涂料, 丙烯酸夜光涂料, 聚合物水泥长余辉蓄能发光涂料, 丙烯酸紫外光固化光纤带涂料。溶剂型丙烯酸荧光涂料主要是聚丙烯酸树脂无色透明并且透光性较好, 尤其是对紫外光透过率高, 耐水、耐碱性较好, 其作为主要为膜物添加荧光颜料和荧光涂料, 施工性能较好, 漆膜鲜艳, 使用的时间非常长。因此可以使用建筑涂料, 在铁路、公路、人造、景观等。
另外, 还可以用于导电功能的涂料中。丙烯酸树脂石墨导电涂料, 塑料制品用病死算防静电涂料。对于陶瓷表面的导电应该用丙烯酸石墨导电性涂料, 其具有良好的导电性, 对陶瓷表面也具有良好的附着力, 并且不污染环境, 价格成本低, 可以应用于电磁屏蔽的涂覆。
氟硅改性丙烯酸树脂和涂料具有较低的摩擦性, 用作磁记录介质的润滑和防护涂料以及一些光学设备, 如果摄像机和照相机的透镜的保护涂层。在重防腐涂料中也有广泛的应用, 有机氟硅材料的耐腐蚀性能, 耐化学品性能远远超过了其他所有工程塑料, 在化工防腐设备领域中, 有机氟硅材料广泛应用在设备以及管道材料、泵阀、配件涂层防护中。总之, 氟硅改性丙死酸树脂和涂料的优越性能, 大大提高其使用寿命, 并且使其涂料的应用更加广泛。
摘要：丙烯酸树脂是一种应用广泛的涂料基质材料, 具有优良的成膜性和耐油性、机械稳定性、耐光性以及粘附性, 原料来源丰富, 成本低。随着社会的发展和人们生活水平的不断提高, 人们对涂料的要求也就越来越高。环保型涂料已经日益发展为各国研究的重点。氟硅改性丙烯酸树脂具有良好的保光保色性, 附着力强, 光亮丰满及幽灵的耐候性, 耐玷污性, 疏水疏油性等优点。因此, 其具有一定的经济意义和研究价值。本文主要研究了氟硅改性丙死酸树脂和涂料的开发与应用, 具有一定的借鉴意义。
关键词：氟硅改性,丙烯酸树脂,涂料
参考文献
[1]廖海星, 喻克雄, 刘敏.烷氧基硅烷改性丙烯酸酯水性涂料的制备及性能研究[J].荆门职业技术学院学报, 2013 (03) :23-25.
[2]宋秘钊, 张慧君, 张景斌, Frank Lee, 王小如.有机氟改性聚硅氧烷的研究[J].涂料工业, 2011 (01) :12-14.
弹性丙烯酸涂料 篇3
本工作以自制丙烯酸锌树脂为涂料成膜物,添加有机防污助剂A,B,C,配合氧化亚铜防污剂[1],制备无锡自抛光防污涂料。通过检测不同防污剂配比的防污涂料中铜离子渗出率的变化和实海测试,探讨不同防污助剂对防污涂料防污性能的影响。
1 实验方法
1.1 丙烯酸锌自抛光防污涂料的制备
将定量丙烯酸锌树脂(自制)、颜料、混合溶剂、滑石粉、不同配比的防污剂,放入SDF400分散砂磨机中,加入适量涂料助剂和膨润土,以2000r/min的转速研磨2h,得到三个系列不同复合防污剂配比的丙烯酸锌无锡自抛光防污涂料。不同复合防污剂的配比见表1(氧化亚铜与防污助剂总量占涂料配方质量分数为20%)。
1.2 防污性能测试
1.2.1 铜离子渗出率检测
参考GB6824—86《船底防污漆铜离子渗出率测定法》,以10d为一测试周期,检测不同防污涂料中的铜离子渗出率。
1.2.2 实海测试
参考GB5370—85《防污漆样板浅海浸泡试验方法》,将防污涂料试样涂刷在已经处理好的测试样板上,浸入大连星海湾海域水下0.5～1m,以15d为一测试周期,观察涂料样板表面海生物生长状况,检测试样的实海防污性能。
2 结果与讨论
2.1 铜离子渗出率检测结果
图1为加入单一氧化亚铜及不同复合防污助剂的防污涂料中铜离子的渗出率。由图可知,所有试样的铜离子渗出率曲线均随时间的延长呈现下降趋势,初期铜离子的渗出率较大,而未加防污助剂的试样0的初期铜离子渗出率更大,远远超过其他6个试样。随着浸泡时间的增长,铜离子渗出率下降趋势平缓,20d后,铜离子的渗出率基本保持稳定,并在铜离子防污的最小渗出率10μg/cm2·d以上[2]。其中试样1和试样5的渗出率曲线比较理想,铜离子的渗出率在初期、中期和后期下降缓慢,表明在铜离子加入量相同的条件下,防污涂料有更长的防污期效。
试样1和试样2是由氧化亚铜与防污剂A制成的防污涂料。试样2的铜离子渗出率初期高于试样1,主要原因是试样2中防污剂A的含量高于试样1,而防污助剂A的颗粒较大而又疏松,密度比氧化亚铜小,湿膜在干燥过程中,氧化亚铜会沉聚在漆膜底层,防污助剂A受到漆膜底层氧化亚铜产生的压力聚集在漆膜的上层[1],因此成膜后表面较粗糙,水解表面积增大,促使铜离子的初期渗出率比试样1大。
试样3和试样4是由氧化亚铜与防污助剂B制成的防污涂料。由于防污助剂B在海水中的降解半衰期为8～9d[3],且防污助剂B的降解产物为n氯-1,3苯二氰[4],继续水解,产物为羧酸[5],丙烯酸锌为基料的防污涂料在水中的水解速率随着水中的pH值降低而减缓,在一定温度下,丙烯酸锌树脂颗粒水解速率只与水中的[OH-]有关,v=K[OH-]0.25(K为常数)[6]。初期环境中的pH值最大,防污助剂降解速率较快,漆膜水解速率也较快,因此铜离子渗出率较大,随浸泡时间的延长,防污助剂B降解的最终产物羧酸中和了部分[OH-],环境(海水的pH值为7.9～8.4)中的pH逐渐降低,同时防污助剂B的水解速率也随着漆膜周围海水中pH值的降低而减慢,整个漆膜的水解速率也相应降低。由于试样3中防污剂氧化亚铜的含量高于试样4,因此该试样铜离子的渗出率比试样4大。
防污助剂C是白色晶体,结构较密实,其降解产物为3.4-二氯苯胺,显碱性[7] ,继续降解产物也为羧酸[8],因此对铜离子的渗出率的影响与防污助剂B类似,即初期时,由于试样6的防污助剂C的含量大于试样5,防污助剂C最终降解产物又为酸性,加速了防污助剂C的降解,由于漆膜的水解,促进了铜离子的渗出,使试样6的初期铜离子渗出率大于试样5,又由于试样6中的氧化亚铜含量低于试样5,加之较高的初期渗出率,致使中后期铜离子渗出率持续降低,30d后已经低于试样0。
上述结果表明,加入防污助剂能够起到降低铜离子初期渗出率的作用,在保证防污效果的基础上,可以大大降低氧化亚铜的加入量。其中当防污助剂A或C与氧化亚铜的质量比为10∶10时,降低铜离子的初期渗出率效果明显,并且能够保持长久的有效渗出率。
2.2 实海测试结果
氧化亚铜对海洋软体动物和藻类均有很好的防污效果,其防污机理是铜离子与生物体中主酶中的主要活性成分有很高的亲和性,降低了主酶的生物活化作用,使生物体的细胞蛋白质变成铜蛋白质沉淀物,从而抑制了污损生物的生长。
图2为空白板、对照板的实海挂板试验结果。对照板中的试样采用的是IP的Intersmooth,从图中可以看出30d后,空白板表面开始大规模生长污损生物,45d后,已经全部覆盖空白板表面。对照板在整个试验过程中表现出良好的防污性能。
防污助剂A具有广谱的防污性,对海洋软体动物、藻类植物和微生物菌类的生长均具有抑制作用[9],尤其是对藻类及微生物有较强的毒杀作用,其防污机理是在污损生物附着过程中,破坏能够提供菌类和藻类附着的由多糖、蛋白质、蛋白质水解物所聚集的条件膜,从而在根本上除去了生物附着的环境。经实海测试,发现浸泡60d后,试样1和试样2的样板表面没有明显生长海洋生物,如图3所示。
防污助剂B对海洋藻类、菌类的生长有抑制作用,通过破坏细菌的新陈代谢,使其失去生物活性,此外对海洋中的腕足类动物合浮游甲壳动物如剑水蚤等有特殊毒杀作用[10]。由于防污助剂B在海水的浸泡过程中不断地降解,使漆膜的防污能力明显下降,45d后,浓度已达不到防污有效浓度,因此试样3和试样4均有少量的海洋污损动物附着,没有藻类和菌类。但试样4中由于防污助剂B含量较试样3高,附着的腕足动物数量少于试样3(如图4所示)。
防污助剂C是通过抑制藻类的光合作用中类囊体上电子的传递,从而使多管藻、石莼、水云等藻类停止生长,逐渐死亡[11],其对海洋污损动物没有明显的毒杀作用。在海水浸泡测试初期,表面均没有明显的污损藻类植物生长。45d后,随着防污助剂C的降解,使得漆膜中的有效浓度降低,因此试样5与试样6均有少量污损生物附着,见图5。
3 结论
(1)铜离子渗出率的测试结果表明,本实验使用的A,B,C三种防污助剂均具有降低铜离子初期渗出率的作用,制备的三个系列不同复合防污剂配比的防污涂料中的铜离子渗出率在60d内下降趋势缓慢,并保持在稳定有效的渗出率范围。
(2)实海测试结果表明,由氧化亚铜和防污助剂A组成的复合防污剂制备的防污涂料的防污效果最佳,实海浸泡60d,没有明显污损生物附着。
(3)铜离子渗出率检测和实海测试的结果表明,当防污涂料中氧化亚铜与防污助剂A的质量比为10∶10时,其铜离子的初期渗出率较小,能够保持较长防污期效,且实际防污效果最好。
参考文献
[1]于良民.环境友好型丙烯酸树脂的合成及其在海洋防污涂料中的应用[D].青岛:青岛海洋大学,2005.
[2]刘登良.海洋涂料与涂装技术[M].北京:化学工业出版社,2002.
[3]李学德,花日茂,岳永德,等.百菌清(chlorothalonil)在水中的光化学降解[J].应用生态报,2006,17(6):1091-1094.
[4]李瑛,李学德,花日茂,等.百菌清的生态环境效应及降解转化研究进展[J].安徽农业科学,2005,33(4):703-704.
[5]冒德寿,林军,徐蓉,等.多卤代1,3-苯二睛的水解研究[J].云南大学学报,2002,24(1):46-49.
[6]柯光明,吴金慧,郭洪猷.聚丙烯酸铜树脂颗粒水解性能的研究[J].北京化工大学学报,1999,26(2):77-79.
[7]READMAN J W,HATTUM B VAN,BARCELO D.Assessmentof Antifouling Agents in Coastal Environments[OL].http://www.pml.ac.uk/ace.
[8]胡春,刘星娟,李爽.ZnO催化剂对苯胺光降解的研究[J].环境科学学报,1998,18(1):81-85.
[9]于春影,李春超,王超,等.马来酰亚胺类杀菌剂的制备与性能评价[J].工业水处理,2004,24(7):36-38.
[10]严胜骄,杨丽娟,李俊峰,等.双苯甲酰基脲类化合物的合成及杀虫活性[J].应用化学,2004,21(12):1320-1322.
弹性建筑涂料的优点 篇4
由于弹性外墙漆漆膜具有很高的弹性, 因而当墙体出现裂缝时, 涂膜受到拉伸变形而不会开裂破坏, 仍然完整的涂膜保持原有的各种阻隔作用, 防止开裂的墙体处直接暴露于大气之中。而弹性漆膜具有对各种物质 (水及其他液体等) 的阻隔性, 防止各种腐蚀性物质向墙体内部的侵入, 从而有效地保护墙体免受危害, 充分发挥其保护功能。
合成树脂乳液弹性建筑涂料漆膜在发挥防水、防渗的同时, 还具有一定的透气性。即弹性建筑涂料的微细孔隙能够允许少量的水蒸气进出, 粒径较大的水滴则很难通过, 从而达到防水透气的效果。另外, 好的弹性漆还能够有效的防止二氧化碳通过漆膜透入基层, 从而起到防止墙面混凝土碳化的作用。
与以装饰功能为主要功能的其他外墙建筑涂料相比, 弹性建筑的特点在于, 在发挥装饰功能的同时, 保护功能更为突出。这样使用高品质的弹性外墙漆就能够在做好墙面装饰的同时, 起到防止墙面渗漏、保证建筑物发挥正常的使用功能的作用。
新型氟碳弹性涂料的制备 篇5
建筑物外墙面暴露在大气中, 表面砂浆层在雨水、日光以及温差交替变化影响下, 会产生粉化、裂缝等破坏现象, 墙面产生的裂缝随着时间会越来越宽, 越来越多, 甚至导致渗漏水现象产生。同时钢筋混凝土墙面在CO2气体侵入后会加快碳化速度, 引起钢筋锈蚀, 容易造成建筑物墙面局部破坏。弹性涂料不仅具有普通涂料的保护和装饰作用, 而且具有防水和遮盖裂缝功能。因此, 建筑弹性涂料具有普通装饰涂料无可比拟的优势, 其需求增长速度要高于整个涂料工业[1]。
然而, 弹性涂料之所以能产生弹性, 是因为弹性乳液的玻璃化温度Tg值低于一般乳液, 使其在常温状态下能使高分子聚合物处在一种“高弹态”的状态下。相应的, 当温度略高时, 该漆膜就具有一定的回黏效果, 易沾附污染物。在目前工业持续发展, 环境污染较为严重的大环境下, 弹性涂料耐沾污性和透气性差的缺陷使其应用受到了一定限制。
氟碳涂料是目前综合性能较优的品种之一, 尤其体现在其具有高耐沾污性及耐老化性, 但硬度较高, 弹性较差[2]。因此, 如能将氟碳涂料和弹性涂料的优点相结合, 不但可以使涂料保留较高的弹性力学性能, 同时还可以克服其耐沾污性差的缺点, 使涂料具有较高的耐候性及自洁性, 延长其使用年限。
本研究采用氟元素改性的弹性丙烯酸乳液作为基料, 加入不同颜填料及助剂, 制备了一种新型的氟碳弹性涂料。经测试, 该涂料的基本物理力学性能符合JG/T 172—2005《建筑弹性涂料》的相关指标要求, 同时, 其耐沾污性及耐人工老化性能、透气性方面有了极大的提升, 明显改善了弹性涂料的性能, 具有较高的使用价值。
1 实验
1.1 原材料及仪器
原材料:氟碳弹性乳液, ETERFLON 43171, 润博恒通;遮盖聚合物, 乐派酷TM优创E, 陶氏化学;钛白粉, R902, 杜邦;气相Si O2, OK607, 德固赛;硅藻土, 499, 赛立特;其它助剂, 均为市售。
主要仪器设备:高速分散机, U450, 上海微达;反射率测定仪, C84-Ⅲ, 沧州路仪;低温试验箱, BX-120L, 无锡索亚特;电热鼓风干燥箱, 101FXB-1, 上海树立;涂层耐沾污试验机, QWX, 天津精科;氙灯老化箱, Ci4000, 亚太拉斯;涂层耐洗刷测定仪, QFS, 天津精科;微机控制电子万能试验机, CMT5504, 无锡华银。
1.2 涂料的基本配方 (见表1)
1.3 制备工艺
(1) 将一定量的去离子水加入搅拌罐中, 然后分别加入分散剂、润湿剂、消泡剂、多功能助剂, 中速状态下搅拌均匀, 加入填料、气相Si O2及钛白粉高速分散至细度小于30μm。
(2) 分别将乳液加入到上述浆料中, 中速条件下搅拌均匀, 然后分别加入防腐杀菌剂、助溶剂及增稠剂, 将涂料调整到合适的黏度。
1.4 性能测试
涂料的常规性能指标按JG/T 172—2005《建筑弹性涂料》进行测试;水蒸气透过率按JG/T 309—2011《外墙涂料水蒸气透过率的测定及分级》进行测试。
2 结果与分析
2.1 乳液用量对涂料弹性及耐沾污性的影响
作为弹性涂料的主要成膜物质, 乳液的选择十分关键。普通弹性乳液具有较高的柔软度, 而韧性不足;氟碳乳液具有足够的强度但延伸率较小。本实验, 选择了润博恒通公司的氟碳弹性乳液作为基料。该乳液兼具了两者的优点, 既软又韧, 弹性模量低, 极限强度适中, 延伸率较普通氟碳乳液有了较大提升。
乳液用量对涂料的弹性及耐沾污性有较大的影响[3], 通过选择不同的乳液用量, 以涂料标准状态下的弹性和耐沾污性为主要选择依据进行筛选, 结果见表2。
从表2可以看出:
(1) 涂料的断裂延伸率随着乳液用量的增加而增大。在乳液用量超过50%后, 涂料的断裂延伸率符合JG/T 172—2005规定的不小于200%的要求, 能够满足外墙弹性涂料的装饰要求。
(2) 随着乳液用量的增加, 涂膜的拉伸强度呈不断下降的趋势。但乳液用量不大于70%时, 拉伸强度仍符合JG/T 172—2005规定的不小于1.0 MPa的要求。
(3) 在乳液用量不大于60%时, 涂料的耐沾污性较为平稳, 基本保持在15%左右;当乳液用量达到70%时, 涂料的耐沾污性急剧上升至23%。
综合乳液用量对涂料的拉伸强度、断裂延伸率、耐沾污性的影响, 本实验最终选择60%的乳液用量, 较好地平衡了涂料的弹性和耐沾污性能。
2.2 气相Si O2的用量对涂料弹性的影响
为改善涂料的弹性, 选用气相Si O2作为特殊的添加组分。气相Si O2本身以纳米结构存在, 粒径小, 能够有效地被聚合物包裹在其中。气相Si O2的表面富含有大量的羟基, 对聚合物的分子链有明显的吸附作用, 使得Si O2粒子成为分子链之间的物理交联点, 能够有效地提升涂膜的拉伸强度。而且Si O2的吸附并没有完全限制分子链的移动, 因此涂膜仍能够保持较高的断裂延伸率[4]。气相Si O2的用量对涂膜弹性的影响见表3。
由表3可见, 在保持涂料配方其它成分不变的情况下, 随着气相Si O2用量的增加, 涂膜的断裂延伸率不断下降, 而拉伸强度不断提高。在其用量为1%时, 断裂延伸率为280%, 拉伸强度为1.7 MPa, 符合JG/T 172—2005规定的要求, 使二者之间达到了较好的平衡。因此, 本实验选择气相Si O2用量为1%, 较好地改善了涂料的弹性。
2.3 遮盖聚合物对涂料弹性及耐沾污性的影响
遮盖聚合物能够明显改善涂料的综合性能, 它是一种空心球状的高Tg值聚合物, 本身具有一定的流动性。在含有遮盖聚合物的涂料的涂膜干燥过程中, 它可以致密地填补在聚合物表面的空隙之中, 大大降低由于毛细孔吸附现象而进入的各种杂质, 限制污染源的进入。同时, 由于其Tg一般比普通乳液高20~30℃, 因此能显著提高涂膜表面的硬度, 明显改善涂膜的耐沾污性。遮盖聚合物用量对涂料耐沾污性的影响见表4。
由表4可见, 在保持涂料配方其它成分不变的情况下, 随着遮盖聚合物用量的增加, 涂膜的耐沾污性呈不断下降的趋势。当遮盖聚合物的用量为3%时, 耐沾污性达到15.1%, 远优于JG/T 172—2005规定的小于30%的要求;而继续增加遮盖聚合物用量, 涂膜的耐沾污性并没有明显的提升。因此, 本实验中选择遮盖聚合物的用量为3%, 明显改善了涂料的耐沾污性。
2.4 硅藻土对涂膜透气性的影响
硅藻土是以蛋白石为主要矿物组分的硅质生物沉积岩, 主要由硅藻的细胞壁沉积而成。硅藻土本身是一种多孔的硅质矿物, 其表面具有规则的微孔结构, 比表面积大约为活性碳的1000倍;而普通的颜填料如重钙, 一般为无规则颗粒状结构, 表面不具有微孔结构, 图1为硅藻土和重钙的电镜照片。
氟碳弹性涂料通过添加多孔材料硅藻土, 涂膜干燥后达到涂层表面具备一定多孔结构, 使涂膜具有一定透气性 (见表5) , 涂膜的透气性随着硅藻土用量的增多而增大, 当硅藻土的用量达到5%时, 水蒸气透过率为81.8 g/ (m2·d) , 分级为中级, 但对涂膜的断裂延伸率和拉伸强度影响很小;继续增加硅藻土的用量, 透气性增大, 但涂膜的断裂延伸率明显降低, 吸水性也增大。因此, 本实验选择硅藻土用量为5%, 改善了涂膜的透气性。
3 涂料的性能
氟碳弹性涂料的性能测试结果见表6。
4 结语
分别从乳液、遮盖聚合物、硅藻土、气相Si O2等4个方面入手, 通过讨论其在涂料配方中不同添加量对涂膜透气性、弹性及耐沾污性的影响, 筛选确定了合适的乳液及其它组分, 最终制备了性能优良的氟碳弹性涂料。该涂料不仅符合JG/T 172—2005《建筑弹性涂料》的相关性能指标要求, 并在透气性、耐沾污及耐老化性能方面有了较大的提升, 分别达到81.8 g/ (m2·d) 、15%和1000 h。因此, 可大大提高涂料对建筑物的保护性能, 延长建筑物的维修周期及使用年限, 尤其可应用于一些高档建筑及环境相对较为严苛的建筑物或外墙外保温系统饰面。
参考文献
[1]Mike Steele.表面涂装型弹性涂料发展应用概述[J].中国建筑防水, 2009 (2) :41-45.
[2]刘国杰.氟碳弹性体涂料涂料的进展[J].上海涂料, 2005 (1) :9-13.
[3]陈刚.建筑弹性涂料性能测试的影响因素探讨[J].上海涂料, 2011 (9) :46-48.
弹性丙烯酸涂料 篇6
近年来,由于彩钢板屋面具有外形美观、自重较轻且施工便捷等优点而被广泛应用于大型公共建筑、车间厂房、活动板房等的墙面和屋面[1]。但由于设计、施工方法以及所用材料等方面的原因,彩钢板屋面在使用一定年限后,会因温度变化、氧化腐蚀及金属涂层漆膜老化等各种因素使金属不断被锈蚀,最终造成屋面漏水[2]。一般彩钢板屋面防水多采用防水卷材、密封胶、聚氨酯等常用防水材料,当夏季高温时,由于热膨胀不均匀而导致防水材料从彩钢板表面剥离,最终造成屋面防水失效而再次漏水[3]。
丙烯酸防水涂料具有良好的柔韧性、防水性和耐候性、高强的粘结力、较强的温度适应性,在-50~160 ℃的温度范围内均可使用,能避免防水材料由于彩钢板热膨胀而发生剥离,可用于屋面防水修复等领域。本文选用高弹丙烯酸乳液,通过合理选择颜填料,研究了金属屋面防水涂料涂膜吸水率的影响因素。
1 试验
1.1 主要原材料
高弹丙烯酸乳液、羟乙基纤维素(HEC)、消泡剂、丙烯酸增稠剂及分散剂:北京宝辰联合科技有限公司;润湿剂及p H值调节剂:陶氏化学公司;金红石型钛白粉:杜邦公司;其它助剂及填料均为市售产品。
1.2 涂料配方及配制工艺
参考表1 的配方,首先将HEC加入水中分散均匀,然后加入乳液及其它助剂,低速(500 r/min)分散3 min,在搅拌状态下逐步加入颜填料,高速(1200 r/min)分散15 min至细度达到要求。然后加入剩余的助剂,调整黏度至100 KU,并低速分散15 min至均匀即可。
2 结果与讨论
2.1 乳液含量对涂膜吸水率的影响
乳液对防水涂料的性能起着至关重要的作用,基本决定了涂膜的耐水性、耐碱性及耐候性等。在干燥的漆膜中,聚合物作为粘结剂将颜填料相互粘结在一起,因此聚合物对涂膜的吸水率影响很大。本实验通过选择不同乳液添加量,颜填料分别为钛白粉和重钙,研究了乳液含量对涂膜吸水率的影响,结果见表2。
由表2 可以看出,当乳液含量为19.0%~26.0%时,涂膜的吸水率随着乳液含量的升高并没有发生明显变化;而当乳液含量为26.0%~45.0%时,涂膜的吸水率随着乳液含量的升高而急剧增大。这可能是当乳液含量较高时,防水涂料的颜填料体积浓度(PVC)低于临界颜填料体积浓度(CPVC),涂膜比较密实,吸水物质主要来源于聚合物,因此随着乳液含量的升高,涂膜吸水率也随之增大。而当乳液含量较低时,防水涂料的PVC高于CPVC,涂膜中会残留一部分孔隙,此时涂膜的吸水物质除了聚合物,还有涂膜的孔隙。随着乳液含量的升高,涂膜吸水率增加,而孔隙率不断减少,使涂膜吸水率下降,最终二者相抵使涂膜吸水率逐渐趋于平衡。
2.2 颜填料对涂膜吸水率的影响
2.2.1 颜填料种类对涂膜吸水率的影响
颜填料对涂膜的性能有着重要影响。干燥的漆膜中,颜填料被聚合物相互粘结在一起。本实验选择了杜邦公司的金红石型钛白粉以及市售的几种常见的填料,如重钙、滑石粉、高岭土和石英粉作为对比,细度均为1250 目。颜填料种类对涂膜吸水率的影响见表3。
由表3 可以看出,由于各种颜料吸油量的不同,填料为钛白粉时,其CPVC相对较低,涂膜的吸水率也较低;而填料为重钙或石英粉时,其CPVC相对较高,涂膜的吸水率也较高。分别对比使用这几种颜填料的防水涂料可以发现,涂膜的吸水率随着涂料的CPVC升高而增大。从2.1 中分析可以知道,当防水涂料PVC<CPVC时,涂膜的吸水率主要来源于聚合物,所以当防水涂料的CPVC较低时,完全包覆相同质量的填料所用的聚合物较多,此时残留在填料颗粒间的聚合物较少,使涂膜的吸水率也随之降低。
2.2.2 粒径的影响
一般而言,随着填料粒径的减小,防水涂料的CPVC也会随之减小,由2.2.1 分析可知,涂膜的吸水率和防水涂料的CPVC有关。本实验选择了3 种常用的不同粒径的重钙作为对比,重钙粒径对涂膜吸水率的影响见表4。
注:涂料的PVC均为0.52。
由表4 可以看出,涂膜的吸水率随着重钙的目数增大而减小。随着重钙目数的增大,其比表面积也随之增大,包覆相同质量的重钙所需的聚合物也随之增加,防水涂料涂膜的致密性也增加,这使涂膜的吸水率随之下降。
因此,在配方设计时,应选择合适的乳液含量并合理搭配颜填料,使涂膜吸水率达到标准的要求。
3 结语
(1)当乳液含量较高时,涂膜的吸水率随乳液含量升高而急剧增加;当乳液含量较低时,涂膜吸水率虽随乳液含量的升高而增大,但随涂膜孔隙率减少而减小,最终使涂膜吸水率变化不明显。
(2)填料方面,当乳液含量较高时,涂膜吸水率主要来源于聚合物。若所选填料的吸油量较高或粒径较小时,包覆填料颗粒的聚合物较多,因此涂膜吸水率相对较低。
参考文献
[1]付国平.彩钢板屋面的防水构造及施工技术[J].建筑技术,2004,35(7):513-515.
[2]王延勋.硅丙聚合物水泥防水涂料在金属屋面渗漏修复中的应用[J].中国建筑防水,2015(3):12-14.
弹性涂料的基层处理和施工方法 篇7
弹性涂料是以高分子合成树脂为主要成膜物质,有机溶剂为稀释剂,加入一定量的颜料、填料及助剂,经混合、搅拌溶解、研磨而配制成的一种挥发性涂料。弹性涂料涂刷在外墙面以后,随着涂料中所含溶剂的挥发,成膜物质与其他不挥发组分共同形成均匀连续的薄膜,即涂层。由于涂膜较紧密,通常具有较好的硬度、光泽、耐水性、耐酸碱性和良好的耐候性、耐污染性等特点。但由于施工时有大量易耐的有机溶剂挥发,容易污染环境。漆膜透气性差,又有疏水性,如在潮湿基层上施工,易产生起皮、脱落等现象。
本文就弹性涂料的基层处理和施工方法作一些探讨。
1 基层处理
要保证弹性涂料工程的施工质量,使其经久耐用,对基层的表面处理是关键。基层处理的好坏直接影响涂料的附着力、使用寿命和装饰效果,因此涂料施工前必须重视这一工序。不同的基体材料,表面处理的要求和方法也有所不同。
1.1 混凝土抹灰及混凝土基层处理
对混凝土及抹灰基层的要求是:应表面平整,阴、阳角密实;基层的pH值应在10以下;含水率应不大于10%;抹灰平面应坚固结实,表面的油污、灰尘、溅沫及砂浆流痕等杂物、附着物应彻底清除干净;混凝土表面的突出部分、流坠物等应清理平整。表面泛碱可用3%的草酸水溶液进行中和,再用清水冲洗干净。空鼓、酥裂、起皮、起砂应用铲刀、钢丝刷等清理后,用清水冲洗干净,再进行修补。旧浆皮可刷清水以溶解旧浆料,然后用铲刀刮去旧浆皮。
1.2 木质基层的处理
对于木质基层的要求是含水率不大于12%;表面应平整,无尘土、油污等脏物;基层表面的缝隙、毛刺、脂囊应进行处理,然后用腻子刮平、打光。
油脂和胶渍可用温水、肥皂水、碱水等清洗,也可用酒精、汽油或其他溶剂擦拭掉,然后用清水洗刷干净。树脂可用丙酮、酒精、苯类或四氯化碳等去除,或用4%～5%的NaOH水溶液洗去。为防止木材内的树脂继续渗出,宜在清除树脂后的部位用一层虫胶漆封闭。
2 弹性涂料结合层(腻子层)施工方法
弹性涂料对腻子的要求较高,不管是水溶性的还是溶剂型的,都要求腻子层能很好的与基层和涂料面层牢固结合。腻子选材上要透气性好、强度高、耐水、耐碱。腻子层应分三次施工:底层主要起初步找平作用,刮完第一层,用粗砂纸打磨。第二道在此基础上再找平,用细砂纸打磨。第三道精确找平,细砂纸仔细打磨平整。有特殊要求的墙面,可以多一至二道。腻子层施工时尽量收光好接口,不留接茬。打磨要求高时,要在腻子层初凝前进行。
3 弹性涂料的施工方法
弹性涂料的基本施涂方法主要有刷涂、滚涂、喷涂。涂料层施工时,要关注天气情况,施工前腻子层实干必须达到70%,在涂料层面漆初凝前,不能被雨水冲淋。尤其是雨水管、空调排水管等处要用塑料遮盖,防止溅水。
3.1 刷涂
刷涂的顺序是先左后右,先上后下,先难后易,先边后面。一般是二道成活,高中级装饰可增加1～2道刷涂。刷涂的质量要求是薄厚均匀,颜色一致,无漏刷、流淌和刷纹,涂层丰富。
3.2 滚涂
滚涂的顺序基本与刷涂相同,先将蘸有涂料的毛辊按倒W形滚动,把涂料大致滚在墙面上,接着将毛辊在墙的上下左右平稳来回滚动,使涂料均匀滚开,最后再用毛辊按一定的方向滚动一遍。阴角及上、下口一般需事先用刷子刷涂。滚花时,花样辊应从左至右、从下向上进行操作。不够一个辊长的应留在最后处理,待滚好的墙面花纹干后,再用纸遮盖进行补滚。滚涂的质量要求是涂膜厚薄均匀、平整光滑、不流挂、不漏底、匀称一致、颜色协调。
3.3 喷涂
喷涂主要控制好涂料的稠度,不流坠,均匀喷涂即可。
4 结论
我国涂料产业结构也正在发生重大变化。近年来,建筑涂料、木器涂料、防腐涂料、粉末涂料等产品在技术、工艺上都取得了重点突破,产品质量已达到国外同类产品的先进水平,正朝着绿色环保方向发展,但汽车涂料和船舶涂料等高端产品与欧美发达国家相比,仍有较大差距。建筑涂料在涂料领域始终占有主导地位。近几年来特别是北京奥运会、上海世博会,和广州亚运会给我国建筑涂料带来了巨大商机。近些年,我国建筑涂料工业得到了迅速发展,各种新型建筑涂料的需求不断增长,而且在实际应用中显示了良好的技术经济效果。弹性建筑涂料具有装饰、保护和改善使用环境的功能,通过控制施工环节,控制其质量,不仅达到美观效果,其良好的抗裂性能也可以延长基层的使用寿命。
弹性涂料在美观上、防水性能上和提高建筑抹灰等装饰基层使用寿命上具有诸多优点,但是一旦控制不好施工质量,就会出现鼓泡、脱落等不良现象,要控制好其施工质量就要在选材上、腻子层、基层干燥程度、涂刷关键细节上下功夫,才能收到较好效果。
参考文献
(1)李伟华,田惠文,宗成中等。低表面处理涂料的配方设计和研究进展[J].涂料工业,2008(2).
(2)徐峰,我国功能性建筑涂料的应用与发展[J].现代涂料与涂装,2003(2).
(3)秦钢,我国建筑涂料的现状和发展趋势[J].现代涂料与涂装,2005(1).