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真石漆遇水发白与冬季的配方设计

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真石漆遇水发白与冬季的配方设计

发布日期:2018-02-08 作者: 点击:

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什么是真石漆

   真石漆原名仿石漆,是仿制大理石、花岗岩的一种涂料。因其综合成本、可施工操作性、安全性、涂装更新性、色彩重显性、辐射环保性等方面远优于大理石、花岗岩。在涂装界,真石漆可谓一枝独秀,独领风骚很多年。真石漆由高分子乳液、天然彩砂、成膜助剂、增稠触变剂、杀菌防腐剂、防冻剂、干速调节剂等混制而成。岩片漆也只是在真石漆基础上添加少量岩片(即彩色树脂胶片)。

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真石漆的优缺点

   虽然真石漆在环保性、施工便捷性、颜色丰富度等方面优势明显,但随着使用时间的延续,耐候、耐污、色差、发白等弊病逐渐显现,特别是多种原因引起的发白和色差已成为应用中面临的最棘手问题。由于检测方法执行难度大,彩砂色相等物理参数无法统一,国标和相关行业标准尚无真石漆色差方面的检测标准。

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真石漆遇水发白

抗水性差怎么办

   某些真石漆经过雨水冲刷或浸泡后会明显发白,天气晴朗后又恢复原来的状态,这是真石漆本身抗水性差的直接表现。在夏天气温高的时候,发白现象是很少见到,一般都会发生在冬季,并且在下雨的时候,当连续几天下雨后,刚施工完的真石漆的表面就会一块一块成全面的发白现象。特别是当气温在10℃ 以下,湿度85以上时,真石漆表面就会发白或是好像掉色发花,像是被一层白冰霜模糊遮盖住。

分析1

配方设计/乳液选择

   乳液的合成大多离不开单体、乳化剂、引发剂、链转移剂、终止剂等。单体分硬单体又称内聚单体(如醋酸乙烯酯VAc、甲基丙烯酸甲酯MMA、苯乙烯ST、丙烯腈AN、丙烯酰胺MAA、丙烯酸甲酯MA等)、软单体又称粘性单体(如丙烯酸乙酯EA、丙烯酸丁酯BA、丙烯酸异辛酯2-EHA,大多为4至17个碳原子且玻璃化温度较低的丙烯酸烷基酯类)和功能单体(如甲基丙烯酸、丙烯酸AA、丙烯酸羟烷酯、甲基丙烯酸羟烷酯、马来酸酐、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯等)。硬单体一般起到提高内聚力、降低粘度、增加使用温度(MFT和Tg)、改善耐水性、粘接强度和透明性等;软单体一般起到柔韧性和冷流动性、易于润湿被粘物表面、具有较好的初粘力和剥离强度,高碳链还具有疏水和疏醇性;官能单体是指分子中含有羧基、羟基、环氧基、胺基或酰胺基等可交联反应基团的单体,除起到交联反应外,还可提高内聚力、增加强度、提升各种耐性等(除部份单体会略有水溶性外,大多添加剂均为水溶性,成品中必会有残留)。通过合适的预乳化(种子)、引发、聚合、终止工艺生产出具特定分子量(粘度)、特定Tg、特定MFT、特定粒径、特定功能的乳液。

   乳液的合成大多离不开单体、乳化剂、引发剂、链转移剂、终止剂等。单体分硬单体又称内聚单体(如醋酸乙烯酯VAc、甲基丙烯酸甲酯MMA、苯乙烯ST、丙烯腈AN、丙烯酰胺MAA、丙烯酸甲酯MA等)、软单体又称粘性单体(如丙烯酸乙酯EA、丙烯酸丁酯BA、丙烯酸异辛酯2-EHA,大多为4至17个碳原子且玻璃化温度较低的丙烯酸烷基酯类)和功能单体(如甲基丙烯酸、丙烯酸AA、丙烯酸羟烷酯、甲基丙烯酸羟烷酯、马来酸酐、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯等)。硬单体一般起到提高内聚力、降低粘度、增加使用温度(MFT和Tg)、改善耐水性、粘接强度和透明性等;软单体一般起到柔韧性和冷流动性、易于润湿被粘物表面、具有较好的初粘力和剥离强度,高碳链还具有疏水和疏醇性;官能单体是指分子中含有羧基、羟基、环氧基、胺基或酰胺基等可交联反应基团的单体,除起到交联反应外,还可提高内聚力、增加强度、提升各种耐性等(除部份单体会略有水溶性外,大多添加剂均为水溶性,成品中必会有残留)。通过合适的预乳化(种子)、引发、聚合、终止工艺生产出具特定分子量(粘度)、特定Tg、特定MFT、特定粒径、特定功能的乳液。

分析2

乳液用量过低

   假设一个经济型真石漆的配方由120公斤的乳液、750公斤的彩砂、120公斤的水和10公斤其它组成(成膜助剂、防冻剂、杀菌剂、增稠剂等)。乳液干燥以后的体积为60,彩砂的体积是263,PVC大约为82%,要高出估计的60% CPVC很多,显然不能形成一个完整的有连续乳液树脂相的漆膜。该真石漆的体积固含量是63%,如果固含量再高就不会有流动性能了。

   真石漆的状态可以这样描述,乳液、增稠剂和水相混合在一起,大部分是填充在彩砂粒子之间,或者说,彩砂粒子是非常紧密的悬浮在乳液和水的混合液相中。一般乳胶漆中体积固含量是30%左右,含有大约70%的水,流动性能很好,而真石漆的体积固含是63%,水只有37%,因此流动性能不会太好。

   所以,一般情况下,真石漆乳液的用量必须也至少在120kg/吨以上(若彩砂中细砂超过30%量,则乳液量控制在130kg/吨到150kg/吨之间,乳液过量会浮浆,真石漆也缺少立体感)。

   众所周知:砂子的产地、质地、硬度、孔隙率、杂质、晶体结构、比重、吸水率、吸油量等严重地影响真石漆的质量。另外,苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液的种类、粒径、粘度、结构、合成机理、合成工艺等都会对真石漆的最终效果有影响,选择配套合适的材料是配方设计和能否达到预期效果的基础和前提,至关重要!

分析3

增稠剂的匹配性

   涂料中用无机增稠剂有:膨润土、凹凸棒、纤维素等;有机增稠剂有:碱溶胀型、缔合型(疏水碱溶胀型、HEUR型、HMPE型)等。

   真石漆厂家在确定的真石漆乳液和用量基础上再考虑增稠剂,一般的用量是1.5到2公斤的3万或10万粘度纤维素,这类纤维素2%的浓度时的粘度会达到3万或10万。当有限的水和乳液混合以后,再加这些纤维素存在时会是一个怎样的状态?纤维素不仅将配方中的水、甚至乳液带来的水的一部分吸引到周边,造成体积排斥引起的乳液颗粒絮凝,乳液粒子局部被挤压浓缩,在体系中的分布变得不均匀。

   当彩砂添加到这种体系时,彩砂粒子周围的乳液粒子的多少也变得不一样,这类真石漆在施工后,初期局部乳液干燥快(因为乳液粒子周围的水很少,大部分水是被纤维素固定在自己的周边),局部成膜,表现为真石漆涂层表面粗糙、强度差;纤维素本身的保水对真石漆的成膜没有帮助,相反的在纤维素干燥以后会给涂层落下永久性的微孔道,结果是造成真石漆对底材的保护性和耐候性变差。所以说,真石漆的性能与增稠剂的选择有着密切的关系,是成膜的好坏最关键的因素。

   大多纤维素是亲水型增稠剂,配多了施工性和储存性都会好很多,但真石漆的防水性会减弱,造成表面发白;碱溶胀型增稠剂的添加对真石漆有很好的开罐效果,但用多了真石漆的防水程度相应降低,碱增稠在真石漆表干燥后会团聚于真石漆表面跟乳液成膜,由于碱增稠的亲水性极强,这样会严重降低乳液的防水度,更容易令真石漆表面发白。

分析4

冬季配方设计要点

   冬季低气温且时有起霜或高潮,对真石漆施工的影响是很恐怖的。但接近年底的工期仍未完工,涂料企业还必须要供料。原则上,技术上是不允许操作的,但现实是必须配合工程进度,这就要进行配方调整。成膜助剂及防冻剂的添加,增加了乳液的稳定性与防冻性,降低乳液的成膜温度,延长干燥时间。但弊病也很明显:抗水性降低,也增加真石漆发白的几率。成膜助剂可根据气温选择伊士曼的Texanol(即醇酯-12)或苯甲醇。


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