涂料PVC怎么判别
装修刷墙难免会用到涂料,选购一个好的涂料非常重要,接下来PChouse就带大家看一看涂料PVC怎么判别。v
PVC指的是涂料中粉料体积含量与胶乳体积含量的百分比。在某些情况下,PVC越低代表涂料的机械性能越出众。仍然找一张旧报纸,将未稀释的涂料按照一般涂刷厚度涂布在报纸上,待其充分干燥后,将报纸慢慢折叠,仔细观察涂料表面的变化,当涂料表面一出现细微裂纹即停止折叠,记录此时报纸折叠的大致角度,内角越小的说明其PVC越低,其机械性能也就越好。其二,将涂料均匀地涂布在不吸收基面上,如玻璃,待其充分干燥后,用指甲用力将涂膜划破,观察其碎裂物的状态,若是呈粉状剥落则说明其PVC较高。
指的是聚氯乙烯涂料,聚氯乙烯,英文简称PVC,聚氯乙烯涂料是涂装于塑料材质上的涂料,应用于手机、电视机、电脑、汽车、摩托车配件等领域,如汽车外用部件和内用部件,此外塑料涂料还应用于运动和休闲器具、化妆品包装,以及玩具等。
常规塑料制件耐磨、耐溶剂性能不高,容易刮伤、起雾、表面受损等,因此需对塑料制件进行表面装饰及保护。光老化性能较差的塑料材料还可通过光稳定化的UV涂料进行涂覆保护,防止或延缓塑料基材的老化,这对经常处于户外使用和长期受日光、人工短波光源(例如日光灯)照射的场合尤为重要。
扩展资料涂料用合成树脂需具有如下特点:
1、在涂料用分散介质中,溶解性或分散性良好。
2、具有优良的成膜性和特定的涂膜性能,如光泽、丰满度、硬度、弹性、耐候、耐化学腐蚀等。
3、与其他涂料用合成树脂可互溶,以便互相改性,提高涂料性能。
4、能适当地润湿颜料,以利颜料在涂料中的分散。
5、良好的贮存稳定性。
6、分子量合适,例如溶剂型交联固化涂料用合成树脂的分子量一般在104以下,溶剂型非转化涂料用合成树脂的分子量在104~105,而乳胶涂料用分子量在105以上。
7、电沉积涂料用树脂要带电荷,并能溶于水。
参考资料来源:百度百科-聚氯乙烯涂料
参考资料来源:百度百科-合成树脂涂料
1 CPVC与涂饰材料的关系
1.1 CPVC与成膜剂、颜料粒子几何外形的关系一般说来,成膜剂为一粘弹粒子,由于表面张力的作用基本保持标准球形,而颜料粒子一般为刚性颗粒,其几何外形与加工工艺有关。由紧密堆积理论可知,标准球状物体能达到的堆积密度,几何外形越偏离球形,堆积密度越少。因此颜料几何外形越接近球形,其CPVC越大,而要获得致密的连续涂层所需成膜剂越少。
1.2 CPVC与成膜剂、颜料粒径的关系在假设成膜剂与颜料粒子都为球形颗粒并将成膜剂粒子看成近似刚性球体时,从堆积理论及实验出发,Bowell得到了以下方程[1]:X=4.25Y2.67,其中X:在CPVC时成膜粒子数与颜料粒子数之比;Y:颜料粒径与成膜剂粒径之比。这个关系式已被实验所证实。一般来说颜料粒子的粒径必须大于可见光的半波长,以产生对可见光的反射与折射,而水分散成膜剂的粒径大多相当于可见光的半波长。由此说来,Y一般大于1。从上面公式可推论,颜料粒径与成膜剂粒径相差越大,CPVC越高。但颜料粒径越大,遮盖力越低,因此从保证遮盖力的角度出发,颜料粒径在大于可见光的半波长范围内越小越好。从提高涂饰配方的CPVC角度出发,只有采用更细的水分散成膜剂。
1.3 成膜剂的模量、成膜温度对CPVC的影响颜料粒子一般可看成刚性粒子,而成膜剂则为粘弹颗粒,在成膜过程中成膜剂粒子变形融合,包围整个颜料粒子而形成致密涂层。假如成膜剂也为刚性小球,水份挥发后,粒子不能相互融合,将只能获得颜料与成膜剂颗粒的堆积体,而不能获得有一定机械性能的连续涂层。成膜剂的形变与成膜剂的模量与形变外力有关,成膜剂的模量是形变的内因,它同时受到成膜温度的影响。成膜剂的硬度越低,成膜温度越高,成膜剂模量也就越低,成膜剂粒子的形变能力也就越大,越有利于颜料粒子的相互接近,CPVC值也就越大。成膜剂粒子的形变外力是粒子形变的外因,在成膜过程中,这种形变外力来自于成膜剂自身。形变外力为成膜剂粒子之间的表面张力、毛细管力、范德华力、重力、反变形力、静电力的综合[2]。从理论模型可计算出形变外力是成膜剂粒径的函数,成膜剂的粒径越小,所产生的外变外力越大。成膜温度试验已证明了此理论模型。研究发现,具有相同硬度的高分子水分散体,其粒径越小,成膜温度越低。1.4 成膜助剂的影响在成膜剂的水分散少中往往已添加一定量的成膜助剂,它是一类不与水形成共沸而与水能混溶的高沸点有机溶剂,在成膜过程中它后于水份挥发,在成膜的阶段,实质上已是溶剂成膜的成膜过程。我们也可以将它看成是增加成膜剂粒子形变能力的一种助剂,随着成膜助剂的加入,CPVC值上升。
2 涂层物化性能与PVC关系CPVC值作为涂饰材料的一个重要参数,可对涂饰材料性能作出参考性评价,而在皮革涂饰中涂饰配方的PVC值都低于CPVC值,因此涂层的物化性能与PVC的关系更能指导涂饰配方的设计。
2.1 模量、抗拉强度与断裂伸长率与PVC关系颜料粒子一般为刚性颗粒,随着颜料浓度的增加,虽然大多数情况下不可能出现象碳黑对橡胶的那种补强效果,但一般说来,涂层的模量、硬度及抗拉强度会随着颜料的加入而上升,而断裂伸长率会下降,当PVC达到CPVC值后,涂层中出现了空隙,抗拉强度与断裂伸长率会迅速下降。
2.2 剥离强度与PVC关系根据粘合理论,涂层与基体之间可以通过机械结合、物理吸附、形成氢键和化学键、相互扩散等作用粘合在一起。皮革表面一般为多孔的相对粗糙的表面,机械结合和相互扩散即渗透起了较大作用,然而物理吸附及氢键的形成也起了很大作用,对于聚氨酯涂材料,它能与蛋白纤维形成氢键。这种物理吸附和氢键的形成主要来自于涂层中的成膜剂。因此,在渗透作用相似的情况下,剥离强度随着PVC增加而减小,当PVC超过CPVC时迅速减小。同时,由于颜料粒径一般较大,还会出现堵塞皮表面孔隙、影响涂饰液渗透而影响粘合力的现象。
2.3 遮盖力与PVC关系皮革涂饰的一个重要目的是修饰皮革表面,遮盖皮革表面缺陷。遮盖力主要由颜料颗粒对光的反射与折射而产生,它主要决定于颜料粒子的粒径、几何外形,但它与颜料体积浓度也有一定的关系。随着PVC增加,空隙产生了光散射,遮盖力又会迅速上升,然而空隙散射的是白光,颜料粒子反射或折射有色光,因此虽然遮盖力上升,但也会使涂层失去鲜艳的色彩。
2.4 光泽与PVC关系水分散型涂饰剂与有机溶剂涂饰剂成膜过程不一样,表面光泽与PVC关系也表现出较大差异。在溶剂涂饰中,颜料分散于成膜剂的溶液中,成膜时颜料粒子有沉降现象,因此可形成一个成膜剂含量较高、光泽较好的表面层。而在水分散涂饰剂中,颜料的沉降现象不明显,在涂层表面有半裸露的颜料粒子,即使是不含颜料的成膜剂所形成的涂层,表面还保留了成膜剂粒子堆积所成的粒子痕迹。一般来说水分散型涂饰剂光泽比溶剂型涂饰剂低,属于亚光型涂饰剂,成膜剂粒子越细,涂膜光泽越高。随着PVC增加,同时皮革防污能力也随之下降,当PVC达到CPVC时,涂层出现了空隙,光泽及防污能力迅速下降。
3 PVC、CPVC对涂饰材料选择及配方设计的指导意义
3.1涂饰材料的选择CPVC作为涂饰材料的一个重要参考指标,从以上讨论中我们可以获得以下结论:(1)对于颜料的选择,应首先考虑其遮盖力,它是颜料的关键功能,其粒径在大于可见光半波长范围内越小越好,从其成膜角度出发选择其粒子尽量接近于球形的颜料。(2)在成膜剂粒径选择上,从成膜角度及光泽角度看,应越小越好。但在水分散型成膜剂的合成工艺中,粒径又与其内外乳化剂的用量有关,粒径较细的成膜剂水分散体往往含有较多的内(外)乳化剂,这又对涂层的耐水性会产生较大影响。在粒径选择上要兼顾各因素,在保证涂层耐水性的前提下,选用较细的成膜剂分散体。(3)由于水乳型聚氨酯的软硬链嵌段结构,软段提供粒子的形变能力,硬段提供涂层的硬度,因此对于相同硬度的涂饰成膜剂,水乳型聚氨酯有更好的成膜能力。在不考虑价格因素时,可水乳型聚氨酯涂饰剂。(4)成膜助剂对成膜过程及涂层光泽都有较大影响,在国外进口及国内公司的水分散型成膜剂的合成过程中,都加有一定量成膜助剂。
3.2 配方设计通过对涂层物化性能与PVC关系的分析我们也可以得到以下对涂饰配方设计有指导意义的结论:(1)为了提高涂层的粘接牢度,底层涂饰配方中可以少用或不用颜料膏,国外涂饰剂生产公司为我们提供的涂饰参考配方中底层常常不含颜料膏。(2)中层涂饰配方中,虽然涂层的抗拉强度与模量随PVC增加而增大,但断裂伸长率却随PVC增加而减少,一般来说,涂层的抗拉强度基本都已达到要求,而断裂伸长率则关系到涂层的耐曲挠性,从此意义上讲,中间涂层的PVC越低越好,即在保证遮盖力前提下,尽量采用低的颜料浓度。(3)顶层涂层可采用无颜料配方,以达到较好的光泽及防污能力。(4)在成膜温度的选择上,在考虑到能耗前提下,可适当提高干燥温度。热熨烫也是促进成膜的有效手段。以上分析仅从成膜角度出发,实际情况比较复杂,涂饰配方中不但含有颜料,可能还含有其它材料如填料、手感剂等等。希望能帮到你。
Rohs10项:
最高限量数值:
·镉:0.01%(100ppm)
·铅、汞、六价铬,多溴联苯,多溴二苯醚,DEHP DBP BBP HBCDD:0.1% (1000ppm).
GP:GP(Green Partner)认证
见SS-00259
(1). (Cd)镉及镉化合物:塑胶、橡胶、凃料、油濹:<5ppm(mg/kg)
焊料:<20ppm(mg/kg); 黄铜、锌及其化合物<50ppm(mg/kg)
(2). (Pd)铅及铅化合物: 塑胶、橡胶、凃料、油濹:<40PPM (mg/kg); 铜材<3500PPM(mg/kg) 铝材<4000PPM(mg/kg);
铜合金(含黄铜及磷青铜):<40000PPM(mg/kg)其它: <1000PPM(mg/kg)
(3). (Hg)汞及汞化合物:塑胶、橡胶、凃料、油濹:ND(未侦测到); 其它<5ppm(mg/kg)
(4).(Cr)六价铬化合物: 塑胶、橡胶、凃料、油濹:ND; 金属镀层:ND(未侦测到) 其它<5 ppm(mg/kg)
(5).多 溴 联 苯(PBB): 塑胶、橡胶、凃料、油濹:<5ppm(mg/kg)。
(6).多溴(Br)二苯醚(PBDE):塑胶、橡胶、凃料、油濹:<5ppm(mg/kg)。
(7).包装材料的规定(Cd,Pb,Hg,Cr6+)四种元素总含量<100ppm(mg/kg)。;
(8).砷及其化合物:涂料,塑胶,保护物<60PPM(mg/kg)。
2.1太阳热反射节能涂料的组成
太阳辐射能的波长覆盖面很广,到达地面空间的波长在303nm~2500nm之间。波长在300nm~400nm之间的高能紫外光只占能量的5%,其大部分被吸收,其主要损伤和降解有机材料,如涂料中的聚合物;大约45%的太阳辐射能在波长为400nm~700nm之间的可见光,不同的颜色反射不同波段不同程度的光;波长在700~2500nm之间的太阳波谱属红外区域,占太阳辐射能的50%。红外辐射既可被吸收,又可被反射,吸收可致涂料升温,并通过远红外区将能量散发出去。
2.1.1颜料
1)反射型IR颜料的选择:
研究发现,一种颜料可以反射可见光区的光,吸收紫外区的光,透射红外区的光,或是任何其中3种情况的组合。这样其既有一定的色彩,甚至是较深的颜色,又能反射一部分红外光,减少热量的集结,起到降温作用。把在可见光区呈现一定的色彩,在红外区具有反射红外光性能的颜料称为红外反射颜料,简称IR颜料(Infrared Reflective Pigment)。具有这种特性的红外反射无机颜料由金属氧化物,硝酸盐,醋酸盐,或氧化物混合后经1000C以上高温煅烧、反应,原料中的金属离子和氧离子重新排列,形成更稳定的类似于尖晶石(spine1)结构或金红石型(rutile)结构。这些颜料里通常含有镍、锰、铬、钛、铁、钴等金属离子。
据研究,添加不同浓度的铁红、铁黄、酞青蓝和酞青绿,分别配制成深浅2种色调的涂料,共8种。结果表明,随添加色浆浓度的加深,对反射型建筑保温隔热涂料280~780 nm可见光范围的反射率影响最大,在780~900 nm近红外范围内,色浆浓度对反射率影响也很大,在900~1200nm近红外范围内,色浆浓度对反射率影响开始减小,而1200~2500nm范围内,色浆浓度对反射率影响较小。在试验的4种色浆中,铁黄添加到隔热涂料中对反射比的影响最小。
反射型功能颜填料对可见光和红外光的反射较高,以往的研究主要集中以白色或浅色为主。首选为金红石型钛白粉反射系数≥80%,折光指数2.8,能够起到光热反射作用,并且它具有良好的遮盖率和着色力,在大气中较为稳定,因此颜料首选金红石型钛白粉。
近年来,对近红外区反射率高的深色CICP颜填料的开发渐成热点。常用的深色颜料有:P Black 30,P Green 17,P Green 26,P Green 50,P Brown 29,P Brown 24,PBrown 33,P Blue 36,P Blue 28,P Yellow 53,P BIack12,等。如Shepherd公司的Black 10C909,它在红外区有较大的反射,太阳光总反射率(TSR)达到25%,而普通黑色颜料的TSR只有5%左右,白颜料是升温最低的,TiO2可的TSR为70%。通常,IR颜料的TSR明显高于普通颜料。Synnefa用CICP制得10种不同颜色的节能涂料,与同色系的普通涂料作对比,在夏季环境下,反射率最大提高440%,温度最大降低了10.2℃。
新开发的复合无机颜料技术,具有高度耐候、耐热、耐化学品性,用在耐候涂料配方体系中,可维续30年而无明显降解,由其配制出的涂料因升温低,热降解也低。复合无机颜料化学技术的最新进展是已开发出新型红外反射黑颜料,早期研究的产品有3倍炭黑的反射率,而最新品的反射率已超出炭黑5倍,而且黑度不变,效果极其明显。
美国Oak Ridge(ORNL)和Lawrence Berkeley(LBNL)2个国家实验室联合众多建材、涂料、颜填料厂商,建立了近100种常见颜填料的具体属性的数据库,包括颜填料的名称、颜色、化学特性、力学性能、光谱属性利用数据库的信息,并建立了关于散射系数S和吸收系数K的模型。根据数据库,可以选用不同的颜料,混合制备出高反射率的制品。
2)影响IR颜料红外反射的因素
(1) 颜料的混合:任何IR颜料与白颜料混合后,其TSR都比单独的1R颜料要高。
(2) 颜料的分散:过度的研磨会破坏颜料的颗粒结构,使主色调变淡,TSR变小;
(3) 涂层的不透明性:IR无机颜料一般都有较好的可见光遮盖力。它对红外光有反(散)射和透射的作用。较薄的涂层不能完全反射红外光,因此需要更厚的涂层来保证对红外光的反射。
(4) 污染:IR颜料如果与红外吸收的颜料混合,其红外反射性能会急剧下降。因此在使用IR颜料的过程中要非常注意不能受到一些普通颜料,尤其是炭黑、铁黑等颜料的污染。研磨设备必须清洗干净,保证没有交叉污染。
2.1.2 基料
太阳热反射涂料主要用于户外,从环保角度考虑,基料最好是水性的,其本身不带吸热基团,并综合考虑耐水、耐沾污、耐候性等性能。反射太阳光能力的强弱主要用物质的折光指数来表征,折光指数越大,对人阳光的反射能力越强。环氧树脂的折光指数为1.45~1.50,其中常用的醇酸树脂为1.48与环氧树脂的折光指数接近;含氟聚合物具有相对较低的折光指数1.34~1.42。因此,选择不同的有机树脂,涂层的太阳热反射效果不会发生显著的改变。常用树脂如丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、含氟树脂、环氧树脂、氯化橡胶等,都可用作太阳热反射涂料的基料。
用于反射型建筑绝热涂料的树脂对可见光和近红外光的吸收越小越好,通常要求树脂的透明度高(透光率应在80%以上),对太阳热的吸收率低,且结构中尽量少含-C-O-C-、C=O和-OH等吸能基团。如聚吡咯掺杂的三元共聚物(丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸),另外还要掺杂微量的二氯化铁,就是一种很好的水性红外反射涂料的成膜物质。
2.1.3 功能性填料
功能性填料是影响涂膜保温隔热性的关键材料。要获得高反射率的涂膜,必须选用反射率高的填料。选用空心微珠作为隔热填料的主要作用有:(1)利用其特有的球型中空结构中的无数空腔形成隔热层来阻止热传导。(2)它具有一定的填充作用,能减少涂料中基料用量,降低涂料中VOC含量。(3)提高涂料的流平性,改善涂膜的硬度。(4)提高涂膜的耐沾污性和耐黄变性能。
1)微珠种类对涂料隔热性能的影响
在相同条件下,空心微珠对近红外光的反射率远远高于普通填料,玻璃微珠与陶瓷微珠的反射率相接近,陶瓷微珠略高于玻璃微珠。空心微珠也称涂料用多功能空心添加剂,其颗粒呈圆形或者近似圆形,表面为光滑坚硬、结构致密的玻璃体,对各种液体介质几乎不吸收,能够很好地反射光、热等入射波。这些性能,使之适合作为反射型隔热涂料的反射性填料。但是,玻璃玻璃空心微珠内部为空心,因而密度低、导热系数小、传热隔绝性能也很好。但是空心玻璃微珠(尤其是漂珠)比重小于l,球体为薄壁多孔结构,抗压强度低(一般为100~350kg/m),在高剪切作用下易破碎,降低隔热效果。采用陶瓷空心微珠,球体壁坚硬,抗压强度高(1 000~7 000 kg/m ),在高速分散、研磨过程中,球体完整无损,便于涂料的工业化生产。
2)微珠添加量对涂料隔热性能的影响
随着空心微珠添加量的增加,涂料的反射率也随着增加;但是,涂料的黏度也变化较大,黏度太高会影响涂料的施工性,故微珠的添加量在4.5%~6.0 wt%之间较为适宜。
3)微珠尺寸对涂料隔热性能的影响
微珠粒径的大小与其反射入射光的波长大小有关,当微珠的直径与入射光波长的比例为0.1~1.0,则颜料表现为菲涅耳型反射。这种反射对温控是有用的。若比值小于0.1,颜料表现为瑞利散射,这对于温控毫无用处。
费凡等发现;当空心微球粒子直径>200目,在涂料中的含量>20%时,对涂料的附着力、冲击强度等各项使用性能指标没有明显的影响,对涂料的反射率也基本没有影响。
4)微珠级配对涂料隔热性能的影响
微珠的级配对涂料体系的隔热效果及涂膜性能有一定的影响,微珠的粒径大对涂料的反光隔热效果好,但涂膜表面粗糙、空隙较多,涂料的耐沾污性差;微珠的粒径小涂膜表面光滑平整,涂料的耐沾污性好,但涂料的反光隔热效果不好。所以,应选择一合理的粒径搭配,即使涂料反射太阳热的隔热效果良好,又使涂膜表面光滑平整,涂料的耐沾污性好。经过试验确定:微珠的粒径分布为270~325目占20%,500~600目占60%,800~1250目占20%时,综合效果较好。
2.1.4 PVC值
在低P V C涂料中,颜料粒子分散在基料聚合物的连续相里,形成所谓“海-岛”结构。但随着颜料和填料的增加,PVC超过某一极限值时,基料聚合物就不能将颜料和填料粒子之间的空隙完全充满,这些未被填充的空隙就潜藏在涂膜中,因而涂膜的物理性能以该PVC的极限为界限,开始急剧下降,此时的PVC称为CPVC(1l~界颜料体积浓度)。所以高性能或外用涂料配方的PVC一般不应超过CPVC,否则涂膜许多物理性能将受到不利影响。另外,实验证明,当PVC值在40%~50%之问时,漆膜呈现菲涅耳反射,大大提高了涂膜对太阳光的反射比;若PVC值较高,反射则接近漫反射,不利于涂膜对太阳光的反射。
路国忠选用壁薄空心体积大的玻璃微珠和不透明聚合物为功能材料,通过合理级配,使涂料具有高的反射率。(2)通过添加适量的红外辐射填料,可大大提高了涂层的辐射率。采用有机硅改性丙烯酸为基料,确定合适的P V C值,使漆膜具有独特的硅氧结构和低的表面张力,使涂膜具有良好疏水透气性,保持墙面处于健康状态;选用超细氢氧化镁作为阻燃剂,即使涂料具有一定的阻燃性能,又可调节涂料的p H值,节省了pH值调节剂,使涂料具有良好的阻燃性能。
2.1.5 乳液的选择
由于太阳热反射隔热涂料主要用于建筑物或油罐的外装饰面,故其性能就必须满足外墙的要求,要求具有良好的耐候性及保色性、优异的附着力及耐沾污性,有机硅树脂能有效地抵御紫外线对涂膜的光氧化降解,所以有机硅改性乳胶漆具有令人满意的耐久性。有机硅树脂分子由于具有有机基团,同时分子对称性好,极性相互抵消,整个分子呈非极性,从而使其具有很低的表面张力,使涂膜具有很好的疏水性能。其优点在于:(1)能对建筑物起到有效的保护;(2)能提高涂膜的耐沾污性,这是因为疏水性好的涂膜,吸水性低,进入涂膜毛细孔的灰尘少,所以耐沾污性提高。有机硅树脂由于具有硅氧骨架结构,所以涂膜透气性好。(3)有机硅树脂Si-O主链成螺旋状,其基团在界面能定向排列,与基层硅酸盐类材料还可交联,形成化学键,因此大大地改善了涂膜与基层之间的粘结,从而提高了涂膜的附着力。(4)该乳液还具有良好的延伸性,可使涂料具有优异的弹性,能够弥补基层的细微裂纹
添加不透明聚合物乳液,可以提高涂层的太阳光反射率。这是由于干膜中粒径均匀的中空不透明聚合物球体具有抗聚集效应,充分填充空心微珠中的空隙,使涂层中多级组合排列的空心球体更加紧密。如苯乙烯和丙烯酸酯的共聚乳液,乳液粒子呈球形,是由中空的苯乙烯芯/丙烯酸酯壳组成。起初,在乳液态和涂料中时,该聚合物的芯中充满水,当涂料涂覆在基层表面干燥后,水由微球的芯中扩散出来而被空气所代替,形成微球内充满气体的空气穴,使其成为具有极好的光散射介质,赋予干膜光散射效果和不透明度,从而进一步提高了涂层的太阳光热反射率,也提高了涂料的白度和遮盖力。
2.1.6 其他助剂的选择
王晓莉等以水性丙烯酸弹性乳液为成膜物质,钛白粉、空心玻璃微珠、高岭土等为颜填料制备的反射隔热弹性涂料中,通过调节助剂在涂料配方中的用量,发现0.22%的分散剂对涂料流动性的改善最为明显;消泡剂含量为0.2%左右即可达到良好的消泡效果;耐沾污剂的最佳用量为1.3%。并且,碱性条件更有利于分散剂效果的发挥,提高涂料的贮存稳定性。然而,助剂的添加对涂膜的拉伸强度和断裂延伸率都有一定程度的影响。涂料制备中应该适当调整组分配方,避免不必要的负面效应,使涂膜的力学性能满足不同的使用要求。
2.1.7 工艺流程
制备反射型节能涂料分为两个过程,首先要在玻璃微珠表面包覆一层TiO2,然后以此为部分功能填料来配制反射型红外节能涂料。以Ti(SO4)2为原料制备二氧化钛包覆中空玻璃微珠的工艺过程为:称取空心玻璃微珠5 g,加入到500 mL四口烧瓶中,加人蒸馏水50 mL,滴人2%的十二烷基苯磺酸钠水溶液2 mL ,搅拌,分散,升温到100C。用10%的NaOH溶液调节反应溶液的pH值。控制在不同的反应时间内加完Ti(SO4)2溶液。反应结束后,过滤,洗涤滤饼。滤饼在鼓风十燥箱中以120℃干燥3 h,再在马弗炉中于600℃煅烧2 h,得到包覆二氧化钛的空心玻璃微珠。反射型功能涂料的制备工艺与乳胶漆的生产工艺基本相同:先分散颜填料,然后低速搅拌下加入空心微珠,搅拌分散均匀后加入乳液,再加入适蹬的消泡剂、增稠剂等助剂。由于微珠中空,在搅拌分散时注意避免微珠的破坏,需在低速搅拌下加入。
建筑外墙保温系统对饰面涂层的要求
导语:涂料饰面是建筑物内墙、顶棚或外墙表面基层经处理后,喷、刷浆料或涂料的建筑装修。用来保护墙体、美化建筑,并满足使用要求,改善室内采光和清洁条件。所用机具有手动高压喷浆器、电动喷浆机、喷斗、滚刷、排笔、棕刷等。
近年来,外墙外保温技术在国内不同地区得到了大力推广和应用,在现行的行业标准JGJ144-2004《外墙外保温技术规程》中规定了五种外墙外保温体系,其中应用较多的是膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统,该系统的外饰面层明确规定需要采用涂料饰面。在实际操作中,有相当一部分外墙外保温工程与涂料装饰工程分别是由不同的厂家施工,但并非所有的保温施工企业对涂料的应用都很熟悉,因此,在保温施工完后没有给建设方及时提出饰面涂层应具有的性能要求加上部分涂料生产施工企业对保温基层的特征没有充分了解,仍按照传统的材料和施工方式在保温基层上施工,最后导致外保温工程涂层饰面出现开裂、空鼓、剥落等不良现象,在责任面前建设各方又相互推诿扯皮,带来很大的麻烦。
一、有外墙外保温的基层与传统水泥砂浆基层的区别
外墙外保温系统的面层虽然多是聚合物水泥砂浆材料,但因其依附在轻质保温隔热层上,这与传统的水泥砂浆抹涂于混凝土及各种砌墙体工程上存在着很大区别,主要体现在以下几方面:
(1)外墙外保温系统组成材料之间性能参数差别较大,而传统水泥砂浆基层与被抹涂的主体墙材性能参数差别较小。由于保温系统首先要满足建筑节能设计要求,因此,选用的保温隔热材料多具有强度低、密度低、含气量高、导热系数小、允许变形量大的特点。以膨胀聚苯板为例,其导热系数为0.04W/(m·K)左右,而以水泥砂浆为主体材料加有机弹性高分子形成的聚合物砂浆导热系数为0.93W/(m·K)左右,两材料的导热系数相差22倍,混凝土的导热系数为1.74W/(m·K),与水泥砂浆的导热系数相差较小。当保温系统受到太阳直射时,由于聚苯板的热阻性好,使抗裂砂浆防护层的热量不易通过传导扩散,其表面平衡温度在夏季可达60~75℃,部分地区甚至达80℃而在传统的砖墙、混凝土墙上抹涂的水泥砂浆,由于导热系数与主体墙差别较小,其热量可以得到很好的传导扩散。在夏季最高温时,其表面温度一般在50~60℃,比保温体系的抗裂砂浆层表面温度低10~15℃。根据材料热胀冷缩的普遍规律,保温系统的基层变形量远大于普通水泥砂浆基层的变形量。因此,对有外保温系统的基层上施工腻子及涂料的要求,相应也比在传统水泥砂浆基层上的要求高的多。
(2)外墙外保温系统中的保温板为发泡聚苯乙烯材料时,该材料易受强溶剂的影响,而传统的水泥砂浆基层对强有机溶剂不敏感,因此在选择腻子或涂料时,不能完全照搬传统的施工经验,溶剂型涂料在保温基层上的应用必须提前试验或采取适当措施处理。
(3)外墙外保温薄抹灰系统中的面层砂浆多为聚合物改性后的砂浆,具有较好的柔性(压折比≤3.0),而传统水泥砂浆的压折比一般在6~7之间,为脆性材料。为了满足面层装饰材料与底材相匹配的基本要求,能用于传统水泥砂浆基层上的腻子或涂料,并不一定适用于有外保温系统的新型墙体基层。
二、外墙外保温基层对腻子要求
(1)腻子施工后固化干燥形成的腻子层,其柔韧性应大于保温体系抗裂砂浆的柔韧性,即保温体系基层上施工必须采用柔性适当的.腻子才能保证腻子层不因基层变形而开裂。根据经验,对于薄抹抗裂砂浆(小于5mm)测试其柔韧性的直观方法可以采用弯曲样板法。试件的制备及测试过程描述如下:首先取一块150×400×20mm的EPS板(18~20Kg/m3),把配好的抗裂砂浆抹涂在EPS板上,约2~3mm厚,然后把事先裁好的玻纤网格布用抹子压入抗裂砂浆中刮平,把样板在常温下养护3天后即可测试。测试时双手各把一端缓慢弯曲(抗裂层背面方向),当测试样板的两端基本达到平行时,观察抗裂层有无裂纹出现。对于柔性较好的抗裂砂浆,其变形量一般通过上述测试不出现裂纹,实际工程应用中保温基层出现大面积开裂的机会较低。
同样方法测试腻子的柔性也非常直观易操作。方法是:在上述抗裂砂浆弯曲样板的基础上用纸胶带预先粘盖一半,然后间隔刮涂二遍腻子,养护3天,把纸胶带揭去,再用同样弯曲度测试。如果腻可以配套的,使用时不会出现抗裂层不裂而腻子层开裂的现象,如果抗裂层有细小裂纹而腻子层无裂纹,说明腻子的柔韧性高于抗裂层,使用该腻子更安全。如果抗裂层不裂而腻子层出现裂纹,说明腻子的柔性小于抗裂层的柔性,使用该腻子存在开裂的危险。
大量的试验和工程实践证明,在外墙外保温这种新型柔性、动态性强的基层上刮涂传统的水泥加建筑胶(107、801、701胶等)调配的水泥腻子是绝对不可取的。因为水泥加普通建筑胶调配的腻子是脆性材料,不具有随基层变形而不开裂的性能要求。
(2)腻子的耐水、耐碱性要好。腻子的耐水性好是指在相对长时间的潮湿、淋雨环境中能保持不粉化、不起泛、不剥落的性能,这一点也是保持涂层装饰质量的条件。耐水性一般要求是应能达到浸水96小时无异常的标准。对腻子耐碱性要求的主要原因是保温体系的抗裂砂浆多以水泥基为主,其碱性与普通水泥砂浆相近。由于工期普遍较紧,刮涂腻子时保温体系抗裂层的碱性一般还很高,这就要求腻子的耐碱性也要好。一般测试要求为耐碱48小时无异常。
(3)腻子的双向粘结性要好。腻子的粘结性也即粘结强度,首先要求腻子层应与抗裂层有很好的粘结力,这样才能保证腻子层不空鼓、不爆皮、不剥落其次,腻子层还要与涂料层保持很好的粘结力,以保证面层涂料不剥落。
(4)施工性要好。施工性是保证涂饰工程质量的重要因素之一,也是评价产品质量的一个指标。施工性应满足两方面要求:一方面,作为基层找平材料,腻子一般刮涂施工性要好,即配好的腻子应具有刮涂轻松、滑爽、回刀容易、不起卷、不起毛、易于收平等特点。刮涂施工性好也可以减少打磨的工作量,节省腻子。另一方面,腻子干燥后需要打磨,腻子的可打磨性也要合适。可打磨性与腻子的柔性是一对矛盾的指标。一般而言,打磨性越好,腻子层越脆,乳液含量越低,柔性也就越差。相反,腻子层的柔性越好,所需要的弹性乳液量越大,腻子层的可打磨性也越差。不同厂家的产品,配方设计要取得一个合适的平衡点。根据经验,腻子的动态抗裂性在0.10~0.20mm之间是比较合适的平衡点范围。动态抗开裂性过小,不能适应保温基层的变形要求抗开裂过大,腻子成本会增加,也很难打磨,不利于施工应用。
三、外墙外保温对封闭底漆的要求
由于有机类保温板极易受强溶剂溶蚀,因此,对粘贴EPS板薄抹灰抗裂砂浆防护层的做法(一般3毫米左右),不应采用油性封闭底漆。因为油性封闭底漆中含有大量的有机溶剂,辊涂油性封底时,局部过量的溶剂会渗透过薄抹灰抗裂防护层溶蚀EPS板,最后导致抗裂层与保温板之间形成隔离层,严重的还可能发生EPS板不均匀凹陷,从而发生空鼓、脱落等质量事故。因此,在EPS板面薄抹灰的保温系统中应采用水性封闭底漆。另一个不建议使用油性封底的原因是,采用油性封底的树脂玻化温度一般较高,涂膜的柔韧性差,在保温体系上应用易导致漆膜开裂,不能保证漆膜的连续性,其封闭效果也会受到影响。
在保温体系上应用水性封闭底漆也应符合以下要求:
(1)避免采用玻璃化温度过高的封闭底漆,保证封闭底漆有适当的柔韧性,尤其在寒冷地区,以使封闭底漆与整个体系的变形量相匹配。
(2)封闭底漆的呼吸性强,使保温系统有良好的透气性,避免结露现象。
(3)抗碱性好。保温面层的聚合物砂浆层多是水泥基为主,呈碱性,封闭底漆应对聚合物砂浆水化产生的游离钙有良好的封闭作用,减轻和避免面层涂料的泛碱现象发生。
四、外墙外保温基层对面层装饰涂料的要求
由于外墙外保温技术的应用,建筑物墙体结构与传统结构相比发生了变化。原适用于高强度、高密度、变形量小的刚性硬质基层的传统涂料,也遇到了前所未有的挑战。换言之,将传统涂料涂于受环境影响而产生较大变形的轻质保温体系基层上,极易发生面层涂料的开裂、脱落,不但影响到涂料的装饰效果,严重时,由于涂膜的破坏导致雨、雪水向保温体系墙体内渗透,进而危害到整个保温体系的安全性、稳定性和耐久性。因此,保温体系上施工涂料要求更加严格,应满足以下几个方面:
(1)要有很好的延展性、柔韧性,不能使用涂膜坚硬的无机类涂料。面层涂料的变形能力只有大于保温体系随环境产生的变形能力时,才能保证涂料不开裂。无机类涂料一般选用硅酸钠(钾)水玻璃、硅溶胶为主要粘结剂制备的涂料,该类涂料因以无机胶粘剂为主,所形成的涂层具有无机材料的固有特点:脆而硬。因此,无机类涂料的抗基层变形能力差,自身变形系数小,不能满足随保温基层变形而不开裂的要求,不宜应用于保温体系上。因此,在目前的规程、规范里首先应该推荐使用弹性涂料,除满足变形要求外,还能对基层的细小裂纹起覆盖作用,保持整体外观效果。
(2)面层涂料耐老化,耐候性好,不能采用高PVC的外墙涂料。这是对所有外墙涂料的基本要求,但因保温基层夏季的温度比普通基层高出10℃~15℃,对面层涂料的老化速度更快,因此保温基层上的涂料,耐老化性应比普通基层上要求更高。因此,应选用以纯丙烯酸酯或有机硅改性丙烯酸树脂乳液为基料,以耐久性、热稳定性高的无机颜料配制的高性能涂料为主,且配方设计时涂料的PVC值应大于CPVC值。
(3)面层涂料应具有很好的防水性和透气性,应优先选用有适度延伸率的有机硅树脂改性涂料。良好的防水性可以避免液态水渗进保温体系,进而减少冰冻、潮湿对保温体系的破坏,延长体系的使用寿命。良好的透气性可以使保温体系具有一定的呼吸功能,使结构墙体或室内的潮气能向外界扩散,避免保温体系与主体墙之间形成结露。从这一点分析,外保温系统并不一定要推荐用成膜性和弹性延伸率均较高的弹性涂料。不同地区应用环境有很大差异性,因为弹性涂料的成膜致密的特点影响了保温系统的呼吸性,特别在我国南方高温多雨地区应用弹性涂料经常因为施工时基层含水率较高,施工后弹性漆膜出现起泡现象。而具有适当柔性能满足保温基层变形要求的有机硅改性涂料,因其透气性好,表面增水性强更适合这些地区。
(4)慎重选用溶剂型涂料,如果必须选用则应采取特殊措施。溶剂型涂料应用于保温基层上可能带来如下问题:a、油性涂料中溶剂的渗透会导致保温板被溶蚀,使抗裂砂浆与保温层形成两张皮。b、溶剂性涂料由于树脂玻璃化温度一般较高,因此,常温下的漆膜延伸性差,抗变形性差,涂膜较硬,当保温体系变形较大时,涂料层易开裂。c、溶剂性涂料涂膜致密、透气性差,不利于保温体系内潮气的外扩散,易导致保温系统内部形成结露现象,进而影响保温系统的耐久性和长期安全性。
基于上述分析,在保温体系上应慎重选择溶剂型涂料,要优先采用水性建筑涂料。由于水性涂料的性能尚达不到溶剂性涂料的使用效果,或者为满足低温天气施工的需要等因素,市场上对溶剂性涂料实际需求尚占据一定份额。根据实际应用经验认为,在以粘贴聚苯板薄抹灰为代表的保温基层上施工油性面漆(或氟碳金属漆等)应采取以下措施:首先,使用前必须做小面积相容性试验,不能轻易大面积施工。涂完3天后观察检查,采用机械方式剥开抗裂层,看抗裂层与保温层粘结力是否与未涂部位有明显区别。其次,尽可能采用机械喷涂工艺,能很大程度避免溶剂局部过浓的现象产生。第三,抗裂砂浆层的厚度应比一般水性涂料施工时增加1~2毫米,且厚度宜控制在4~5毫米,通过使用一类水性界面隔离剂产品,在抗裂砂浆层上直接涂刷,干燥后刮涂柔性腻子,之后再进行油性封闭底漆和油性面漆等工序施工,这种采用特殊树脂聚合物制备的水性界面隔离剂可以很好地解决溶剂的渗透问题,此方法比较有效。
五、墙体保温体系对涂层装饰的外观要求
(1)不宜采用平途工艺,宜选用凹凸花纹的浮雕工艺。因平涂工艺时,材料的收缩方向为一条线,涂料收缩时易把涂膜拉裂,而凹凸浮雕涂料的变形方向具有多向性,避免涂膜开裂。另外,平涂工艺对刮涂腻子的要求较高,而外保温基层因为必须选用柔性腻子,可打磨性不如传统的水泥腻子好,磨平的难度稍大,施工的平整度效果也相应会差些。如果确需要平涂,则应选用桔皮状涂料,其性能应满足与腻子层的亲和性、柔韧性、自清洁等方面的要求。
保温体系上施涂弹性桔皮涂料时,总的干膜厚度不应低于100μ,建议做到150μ以上,以保证对基层的足够适应能力,同时对基层的细小裂纹及动态性裂纹具有良好的遮盖作用。
(2)不宜选用较深颜色的面漆。由于较深的面漆比浅颜色面漆更容易吸收热量,加上保温层良好的隔热性,使热量积聚在保温层表面难于扩散,从而导致深颜色的保温体系基层的表面温度更高,这对于涂料、腻子、抗裂砂浆的老化破坏作用程度比浅颜色基层要严重一些。因此,保温面层除选择以丙烯酸酯、硅丙树脂等为基料生产的耐候性涂料以外,还应优先选用浅颜色的涂料。
1 . 1 掌握涂料应用要求
涂料配方设计应坚持以涂料产品应用技术指标为切入点 , 以满足应用要求为目的。在从事涂料配方设计时 , 必须牢记涂料产品应用性能 , 采取达到应用性能的措施 , 如深入用户单位调查、交流 有的放矢地确定涂料应用技术指标 了解涂料性能指标间相互影响 ( 如高耐磨性涂膜应降低涂膜表面磨擦系数与提升涂膜硬度相结合 涂膜的丰满度不同于涂膜的光泽等 ) 被保护底材 , 涂料固化条件 , 涂装技术及施工方法等都是涂料应用要求内容。
1 . 2 涂料检测标准与产品确认
开发涂料新产品时 , 开发者与涂料配方设计师应共同商定执行的涂料检测标准 , 产品验收方法及确定产品达到要求的应用指标 , 作为新产品验收考证依据。当涂料检测标准无法与实际应用性能相吻合或标准中的指标与应用性能无关联时 , 应与供应商、使用单位协商修订验收指标和方法 也可采用已知的实用涂料产品作参比试验 , 最终确定新开发产品是否符合预测应用技术要求。必要时 , 对新开发的涂料产品要通过现场应用的试用考核 , 合格后再正式推向市场。
1 . 3 涂料配方设计路线
用户提出开发任务时 , 可能包括多个应用技术指标 , 配方设计师应将全部应用技术指标认真分析、分清主次、确定主要指标 ( 通常对完成配方设计起关键作用 ) 。并兼顾次要应用技术指标 , 避免影响涂料整体功效。特别要正确处理和解决相互矛盾或影响的应用技术指标 , 如涂膜的交联密度与柔韧性、涂膜的亲水性与防水性、涂膜耐蚀性与装饰性等都是配方设计技术路线应均衡考虑的关键技术。在制定涂料配方技术路线时 , 应注意以下两点。
(1) 确定成膜物及固化体系。成膜物是涂膜网络结构的基础构架 , 应根据涂料应用性能、使用环境及寿命 , 确定可以供选择的成膜物类型与品种 , 根据被保护底材特性与涂装要求 , 确定涂料固化体系及成膜方式。 (2) 确定主要技术措施。选择涂料组成要素 确定合理的颜填料体积分数 验证各组分对涂料性能的贡献 , 强化主要应用技术指标 对配方组成进行优化调整 , 突出涂料特性 模拟应用环境 , 全面考核涂料应用性能。
1 . 4 涂料配方设计的内容
通常 , 色漆配方设计的主要内容有基料类型选择、颜填料品种选择及 PVC 值确定、助剂匹配、溶剂确定、基本配方和生产配方确定等。环境友好涂料配方设计还应注意以下内容。
(1) 改进、提升现有产品性能。涂料配方设计师应在保留原产品已有性能基础上进行再创造 , 使涂料适应环保的要求。值得提示的是 : 在改进现有涂料产品的配方设计中 , 应避免同质竞争、墨守成规 冲破旧框架、开辟新途径、实现产品创新。 (2) 开发适应性配套化涂料。不同应用领域及不同的被保护位需要采用不同的涂料品种及不同的保护方法 , 因此在实际上不可能任何领域及被保护部位都能采用同一涂料品种。涂料配方设计师应开发适应性好的配套系列化产品 , 防止在应用中的“张冠李戴”现象。 (3) 开发具有自主知识产权涂料 , 避免仿造或“克隆”模式。首先 , 涂料产品性能突破应以创新理念和创新技术为先导 , 新的成膜物、颜填料的发现与应用研究 , 助剂开发利用等 , 是开发新型涂料品种的前提与基础 , 配方设计师应树立创新思维 , 采用创新技术 , 启动灵感与智慧 , 创造出具有自主知识产权的产品。 (4) 基材及其表面处理。涂料配方设计者应特别注意涂料成膜后与被保护基材 ( 或称底材 ) 间的粘结性 , 基材的材质不同 , 选择涂料体系也应不同。 (5) 涂料使用环境。环境因素在涂料的选择上非常重要 , 是干燥还是潮湿 是室内还是室外 是腐蚀环境 , 还是通常的大气环境 是南方气候 ( 光照充足多雨 ) 还是北方气候等 , 均直接影响着涂料体系的选择。涂料配方设计师应将涂料使用环境作为选择涂料品种的依据之一。否则 , 会导致配方设计失败。除上述环境因素外 , 还应关注如下参数 : 涂膜使用温度、湿度 ( 干燥、潮湿、浸水、舰船等 ) 、接触化学药品 ( 烟雾、酸、碱、溶剂、油等 ) 、辐射、生物污染 ( 生物侵蚀、霉 ) 等。
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