返回顶部
返回首页
返回首页
欢迎访问  中国机械网   | 今天是   
中国机械网全新改版进行中! 我的订单 | 会员中心 | [ 登录 ] | [ 注册 ]
外墙乳胶漆耐沾污性的分析及发展状况,建筑涂料漆膜的耐沾污性已成为影响其推广应用的重要因素,中国机械网,okmao.com
home 您现在的位置: 首页 >设备与仪器>技术中心 > 详细信息
外墙乳胶漆耐沾污性的分析及发展状况,建筑涂料漆膜的耐沾污性已成为影响其推广应用的重要因素
2019年06月06日    阅读量:108    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

介绍了外墙乳胶漆发生污染的机理,分析了影响漆膜耐沾污性的主要因素,简要介绍了耐沾污乳胶漆的发展应用。综合结果,认为憎水性漆膜是提高乳胶漆耐沾污性的重要发展方向之一。

外墙乳胶漆耐沾污性的分析及发展状况


王伟民1, 2 , 李 雯3 , 陈尔凡1

(1. 沈阳化工学院, 辽宁沈阳110000;  2. 沈阳产品质量监督检验院, 辽宁沈阳110000;3. 沈阳市自来水总公司, 辽宁沈阳10142)


 随着我国经济的快速增长,环境污染也越来越重,大气中的各种尘埃和带油性的烟雾增多,有相当一部分外墙乳胶漆漆膜不是因为降解而失去使用价值,而是因为表面脏而失去美观装饰性中国机械网okmao.com。外墙乳胶漆的使用寿命与其耐沾污性紧密相关,耐沾污性的好坏已成为外墙乳胶漆推广应用的主要障碍,所以开发出高耐沾污性、高性能的外墙乳胶漆正成为各国的研究课题。


1 外墙乳胶漆漆膜沾附污染分类及其机理

外墙乳胶漆沾附污染可以分为两种类型:一是附着性污染;另一是吸入性污染 。附着性污染是指污染物仅是物理吸附在漆膜表面上;吸入性污染是指在附着性污染的基础上,污染物进入到漆膜的内部,这样造成的漆膜污染是不易去除的。一般所指的漆膜沾污通常是这两种类型同时存在。

外墙乳胶漆沾污的机理是: (1) 粘附现象,乳胶聚合物一般是热塑性聚合物,外墙乳胶漆所用基料的玻璃化温度( Tg)较低,受热后漆膜容易变软、发粘而沾灰,或者漆膜由于受雨水浸泡而软化,软化的漆膜更容易吸附空气中的污染物[ 2 ] ;(2) 吸入现象,乳胶漆在所有的颜料体积浓度( PVC)情况下都有气孔,雨水夹带的尘垢粒子尺寸是胶体尺寸,这样小的粒子可被雨水带到漆膜表面的孔隙中,进入到漆膜内,从而对漆膜造成永久性污染[ 3 ] ; ( 3) 吸附现象,涂膜会吸附灰尘而被污染,而漆膜中含有的非极性是电的不良导体,高电阻的表面容易产生静电,一旦遇到带有相反电荷的污染物微粒,会发生静电吸附,而造成漆膜污染,但这种机理只适用在极为干燥的环境下;(4) 积灰现象,涂膜面层从微观上看是凹凸不平的,易形成积灰污染。


2 外墙乳胶漆漆膜耐沾污性的影响因素

2. 1 乳胶漆的成膜物与耐沾污性能

2. 1. 1 乳液聚合物玻璃化温度(Tg)的影响

乳胶漆是典型的以热塑性聚合物为基料生产的涂料,在一定温度,热塑性聚合物膜的硬度或粘度由聚合物的玻璃化温度( Tg)所决定, Tg上升,漆膜硬度上升,漆膜耐沾污性就越好;反之,耐沾污性就比较差,这已被许多实验所证实。


2. 1. 2 乳液聚合物交联密度的影响

提高交联密度可采用UV交联和化学交联,采用UV照射来提高漆膜的致密性,可改善漆膜耐沾污性。王雪松等人的实验对用纯丙乳液配制的乳胶漆漆膜进行UV照射前后的耐沾污性对比表明,同一乳液经UV照射的漆膜反射系数下降率比未经UV 照射处理的低20%以上 。化学交联是整个涂层都进行交联,通过交联,使树脂由线型高分子变为体型结构,提高漆膜的硬度和致密性。采用有机硅树脂,通过硅醇方式接枝共聚到带有羧基或羟基的丙烯酸聚合物中,制备有机硅改性丙烯酸酯聚合物,利用有机硅树脂优异的硬度和疏水性来提高漆膜的耐沾污性。如孙中新等人采用硅丙树脂制得的外墙涂料,结果是有机硅改性丙烯酸涂料的耐沾污性较常规丙烯酸涂料有了明显提高 。


2. 1. 3 漆膜表面张力的影响

乳胶漆膜吸水性可导致沾污,因而降低漆膜表面张力,使之具有一定的憎水性,可提高漆膜的耐沾污性。经典的界面化学理论是如下阐述漆膜的接触角与耐沾污性关系的:对于漆膜的抗沾污性,存在着一个粘附湿润过程,这个过程的推动力:Wa =γsg +γlg - γsl (γsg为固- 气表面张力,γlg为液- 气表面张力,γsl为固- 液表面张力) ,对于任何一个能使γsl减小的作用力都可增大粘附的倾向和牢度,也就是抗沾污性下降,γsl是固- 液表面张力值,其表达式为γsl =γsg -γlg cosθ,θ越小,γsl越小,即抗沾污性越差;反之,漆膜的表面能越低,耐沾污性越好 。水性乳胶漆漆膜污染的成因要复杂得多,漆膜本身无法回避多孔遇水软化的特性,其表面的附着性污染和吸入性污染均是其沾污的主要成因,水是造成吸入性污染的主要因素。由此推之,在不改变漆膜其它性能的前提下,降低表面能,使水与漆膜无法粘附润湿是消除吸入性污染的有效手段 。


2. 2 乳胶漆的颜料体积浓度( PVC)与耐沾污性

乳胶漆的颜料体积浓度( PVC)对漆膜的理化性能有很大的影响,乳胶漆漆膜是一个由有机聚合物和无机颜料组成的复合材料体系, PVC是支配该体系性能的重要参数。通常随着涂料体系PVC升高,漆膜的积尘沾污性降低,这一特性持续到PVC = CPVC (临界颜料体积浓度)时为止,这与积尘沾污性是源于涂料的热塑性聚合物成膜物质的粘着性的论点是一致的,降低漆膜的孔隙率是减少积尘沾污的一个方法。


2. 3 乳胶漆所用助剂与耐沾污性

2. 3. 1 乳化剂与耐沾污性

制造乳胶漆聚合物乳液一般使用的都是有机单体,如苯乙烯、丙烯酸甲酯等,它们在水中溶解度极小,须借助带有亲油亲水基团的乳化剂进行乳化聚合,单体在乳化聚合完毕后,乳化剂自然滞留在乳液中,待乳胶漆成膜之后,乳化剂会对部分留在漆膜中。由于乳化剂多半是低分子物质,对温度敏感,虽然在漆膜表面的浓度极小,但仍然会对漆膜性能造成危害,导致漆膜发软回粘,易粘附尘埃造成污染[ 8 ] 。目前有一种新型可聚合的表面活性剂,这种乳化剂的分子结构中同时存在亲水亲油的乳化基团和可参加游离基聚合反应的功能基团,这样在起到降低体系界面能作用的同时,这种新的乳化体可以在乳液聚合时与共聚单体发生反应,永久的共价键合到乳液胶粒上。这样乳液的稳定性及漆膜性质都可大为改善 。


2. 3. 2 增稠剂与耐沾污性

在制漆过程中使用的增稠剂对漆膜的耐沾污性也有影响,像通常使用的增稠剂羧甲基纤维素,虽价格低,使用方便,但造成乳胶漆成膜物耐水性、抗沾污性能下降,这已成为涂料行业的共识。如果改用共聚物型增稠剂则可以解决这一问题,目前的高级外墙涂料一般都采用了这一工艺。


2. 3. 3 添加耐沾污剂

在制备乳胶漆过程中,加入耐沾污剂可以提高漆膜的耐沾污性。耐沾污剂是一类具有极低表面能的物质,添加到乳胶漆中能够降低涂料的表面张力,赋予漆膜一定的疏水性,使漆膜表面更为致密,提高其耐沾污性。但添加耐沾污剂的缺点是当用量大时,对漆膜的理化性能产生不良影响,同时要增加产品成本。


2. 4 漆膜的表面平整度与耐沾污性

表面粗糙可以积聚灰尘,使表面沾污,所以增加漆膜表面平整性而不降低其硬度的所有措施,都能减少积灰,改善漆膜的耐沾污性。如采用不透明聚合物和超细添料,以及提高漆膜的流平性等,都可改善漆膜的表面平整度。


3 耐沾污性乳胶漆的发展状况

(1) 荷叶效应乳胶漆

国外通过仿生学方法,从自然界中荷叶拒水保洁功能得到启示,德国波恩大学植物学教授W. Bartblott研究了荷花叶子的结构和荷叶效应机理,发现荷叶表面具有很好的憎水性,并实际上是不能湿润的,其叶子表面存在有一定直径的蜡晶。德国Sto上市公司下属ISPO公司,根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果,成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中,开发了微结构有机硅乳胶漆,即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质,并形成一个纳米级显微结构,从而使漆膜具有类似荷花叶子的表面结构,达到拒水保洁功能 。

(2) 纳米改性乳胶漆

纳米改性涂料是以纳米技术及其材料与高分子聚合物为基料,辅以助剂和色浆经优化配方生产出内外墙涂料,其具有优异的耐沾污性、耐侯性、耐擦洗性、防霉、防藻等性能。江苏日出化工有限公司研发的,依据聚合物乳液的核壳结构理论,采用种子乳液聚合工艺,在聚合过程中引入纳米SiO2 ,成功开发出以SiO2 为核,丙烯酸酯为壳的THD - 2的纳米SiO2 纯丙复合乳液,其配制出的乳胶漆表现出优异的耐沾污性、耐老化性等许多性能 。

(3) 有机氟改性乳胶漆

利用有机氟改性丙烯酸乳液,合成了壳层含氟的内软外硬型丙烯酸酯核壳复合乳液,它采用半连续滴加的核- 壳乳液聚合技术,只在壳层掺加氟单体,使大多数的全氟侧链堆积在高聚物膜的表面,由于氟树脂的表面能低,其表面具有憎水性,漆膜吸水率明显降低,使得涂料的耐沾污性得到显著改善 。


4 结 语

展望我国建筑涂料的未来,乳胶漆具备的安全环保等特点使之在建筑市场上得到迅猛发展,高质量乳胶漆产品越来越受到消费者的欢迎,良好的耐沾污性是外墙乳胶漆必备的条件之一,也是其进一步推广应用的重要因素之一。现已开发应用的耐沾污乳胶漆,像荷叶效应乳胶漆,其很好的拒水透气性、耐久性和高耐沾污性得到认可。


标签:行业资讯原料动态机械应用技术中心设备与仪器工业设备
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国机械网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
相关文章HOT
今日头条Show更多
    热点排行Hot
      中国机械网手机版MOBILE
      扫描二维码,获取手机版最新资讯 中国机械网 您还可以直接微信扫描打开
      全站地图

      深圳网络警察报警平台 深圳网络警
      察报警平台

      公共信息安全网络监察 公共信息安
      全网络监察

      经营性网站备案信息 经营性网站
      备案信息

      中国互联网举报中心 中国互联网
      举报中心

      中国文明网传播文明 中国文明网
      传播文明

      深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
      电子标识