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标题: 有机硅—丙烯酸酯类涂料 [打印本页]
作者: ucoat    时间: 2008-2-28 17:41
标题: 有机硅—丙烯酸酯类涂料
有机硅—丙烯酸酯类乳液的制备方法：
由于有机硅单体及树脂在水中易水解，给制备乳液带来了难度。
目前有机硅—丙烯酸酯乳液的制备方法主要有三种：
1．高分子聚合物后乳化法（物理方法）
首先制备有机硅树脂或改性有机硅聚合物树脂，以水为分散介质，添加乳化剂，在高剪切力的作用下进行乳化，制成乳液。该种方法只有在分子量较小的情况下才可以制备成稳定的乳液，由于分子量小，成膜性能差，不能满足建筑涂料的使用要求。如果分子量大，难以形成稳定乳液。另外，在普通乳液拼混有机硅类乳液，虽然可以解决稳定性的问题，但也只是物理拼合，没有产生化学键合，性能也不太理想。
2．缩聚法
缩聚法主要分为二种类型，一种是有机硅单体或树脂在一定的pH 值和催化剂存在下，然后与含有羟基的树脂及含羟基的水溶性单体进行缩合，加水水解或中和。该树脂可以在水中自乳化，而不需另加乳化剂。由于水解自乳化存在稳定性问题，而中和后自乳化又存在耐水不良等倾向，在实际应用中也受到了限制。第二种是首先制备含羟基的聚合物乳液，在一定催化剂和pH 值范围内，加入有机硅乳液，使乳液的羟基（—OH）和硅—羟基（Si—OH）进行反应缩合，把有
机硅引入到乳液系统中。由于使用了催化剂等，对乳液的稳定性和耐候性都带来了不利影响。
3．自由基乳液聚合法
自由基乳液聚合法和常规乳液聚合法基本相同。主要是含不饱和键的有机硅单体与含不饱和键的各类单体进行乳液聚合（如苯乙烯、丙烯酸酯类、叔碳酸乙烯酯类等），目的是把有机硅树脂的耐高温性、耐候性、耐化学品性、疏水、表面能低不易污染性和各类单体树脂的高保色性、柔韧性、价格适宜结合起来，制备出高耐水、高耐候、抗污染和价性比优异的环保型建筑用乳液及涂料。
有机硅—丙烯酸酯类乳液及涂料中有机硅单体含量与性能的关系：
有机硅—丙烯酸酯类乳液（硅—丙乳液）的名称比较混乱，甚至5%以下的有机硅单体含量的乳液也称硅丙乳液，使硅丙乳液及涂料进入了误区，影响了硅丙乳液及涂料的信誉。由于硅丙乳液及涂料价格较高，主要使用范围在高层、超高层或重点建筑物，一般建筑物用苯丙、叔—醋、纯丙就可以满足要求。所以要把硅丙乳液及涂料用在适合部位，才能发挥出价性比。硅丙乳液及涂料不同含量的有机硅单体其性能见表4、表5。
表4 不同有机硅含量性能
有机硅单体含量（聚合物wt%） 0 5 10 15 20 25
润湿面积* 2 3 3 4 4 5
耐水性（涂膜泛白） 2-3分钟20 分钟4 天不泛白不泛白不泛白
*评级方法：分级润湿面积最小，评级最好；1 级润湿面积大，评级最差。
从表4 可以看出，有机硅单体含量越高，润湿面积越小，表面能越低，耐水性也越好，充分说明了有机硅单体对涂膜性能影响。
表5 不同有机硅含量对涂料性能影响
有机硅含量wt%
性能
0 5 10 15 20 25
贮存稳定性，月＞ 6 6 6 6 6 6
耐碱性，h ＞ 48 48 48 48 48 48
耐水性，h ＞ 96 96 96 96 96 96
耐沾污（5 次），% 15 13 13 12 9 8
人工老化，h 500 600 750 1000 ＞1000 ＞1000
表5 中，有机硅丙烯酸酯类乳液（有机硅含量不同），加入颜料、填料、助剂等配制成涂料。随着有机硅含量的增加，性能都有所上升，也说明了有机硅加量的重要性。若有机硅没有一定的含量，其性能并不突出。
有机硅丙烯酸酯类乳液的主要技术指标：
硅丙乳液的技术指标内容和普通乳液差不多，具体见表6。
表6 硅丙乳液主要技术指标
名称指标
外观乳白色
固含量，% 35~50
有机硅单体含量，% 5~30
粘度mpa· s 80~1000
pH 值5.0~8.0
粒径（μm） 0.1~0.3
MFFT（℃） 10~50
机械稳定性通过
稀释稳定性通过
贮存期（月） 6
配制有硅丙乳液的涂料注意点：
因为硅丙乳液涂料突出的优点是耐候性好、耐水、耐碱、耐酸雨、抗污染性好、附着力强、涂膜吸水性小、透气性大，是一种很好的高性能、高装饰性、环保友好型建筑涂料。因此，对涂料的组成也有相应要求。
1．颜（填）基比
涂料的颜基比对于涂料性能的定义并不十分准确，准确应该采用颜料体积浓度（PVC），但由于计算简便、直观，不妨采用颜基比。
内用：颜基比（颜、填料重量/乳液固体重量）为6/1~1/1。
外用：颜基比（颜、填料重量/乳液固体重量）为4/1~1/1。
2．白色颜料
最好采用金红石型钛白粉，加量一般占涂料总量20%以上。不用锐钛型钛白粉、立德粉等。
3．填料：
最好采用化学比较稳定的填料，如石英砂（粉），沉淀硫酸钡等，不易采用重体碳酸钙，轻体碳酸钙等填料。
4．彩色颜料
乳胶漆大部分采用颜料浆进行调色，一是效率高，二是颜色比较准确。在选用颜料浆时，要注意颜料浆的耐候等级。一般耐候性应在4~5 级，耐光性7~8 级，并且要耐碱。另外，还应注意和硅丙乳液涂料的拼混性和展色性。这样才能保证装饰效果。
5．分散剂、润湿剂
在涂料配方中，分散剂、润湿剂所占比例很小，但影响涂料的贮存性，开罐效果，施工性能等，不要因此类助剂选用不当，降低硅—丙乳液涂料品质。
6．流变控制剂（增稠剂）
在涂料中，特别是在乳液涂料中，流变控制剂影响涂料的开罐效果及施工性能，如流平性、抗流挂性、抗飞溅性等。如果涂膜性能优异，而施工性能欠佳，也不能保证涂料的装饰性及其它性能。所以，只要有好的成膜物（如硅丙乳液），合适的颜基比，优良的颜填料及色浆，好的助剂，才能配制出各种性能优异的涂料。
硅丙乳液涂料出现问题后如何解决？
在有机无机复合涂料、硅丙乳液涂料由于各种原因使涂层出现问题，有些是涂料本身存在的问题，有些是施工过程出现的问题，为了解决这些问题，就要分析原因，找出解决的办法。见表7。
表7 涂膜出现问题、原因及解决方法
问题原因解决方法
人为污染等（如粘附其它涂料、油等）不干时擦掉，擦不干净，再涂涂料污染
自然污染（如生锈、基材新出盐、灰尘等）用水、洗涤剂清洗，再涂涂料伤痕施工中碰伤修补，再涂涂料发花
涂装中，搅拌不均匀，涂装厚度不均匀干燥时间不均匀，涂料颜料不合格
如果涂料质量有问题，换涂料重涂，如果不是涂料质量问题，要注意基材吸水性均匀性，搅拌均匀后再涂装均匀。
涂料质量有问题更换涂料变褪色
涂料自然老化重涂
涂装间隔时间存在问题（如时间太短）要根据涂料施工要求，正确间隔时间，重新涂装。
涂装环境存在问题（如温度低、湿度高、风力大）根据涂料施工要求，再涂。
失光
表面自然老化（如粉化）重涂或再罩清漆
结构龟裂（如墙体收缩产生龟裂）用涂料加不易产生龟裂的填料、嵌缝、打磨、再涂涂料
龟裂
涂膜龟裂
如涂装环境0℃以下湿度＞90%；
如基材龄小，含水率＞10%；
如涂装时底材使用不当等。
打磨，清除旧涂膜，符合施工环境要求，温度＞5℃，湿度＜85%,基材含水率＜10%，pH＜10，并且底涂腻子要求具有
强度。耐水、耐碱、又不开裂，达到要求后，再涂装。
涂装环境，温度＜5℃，湿度＞85%
材龄小（小于21 天，基材收缩）
含水率大（10%以上）
除掉旧涂层，达到要求后再涂装
内部溶出物，盐折等除掉旧涂层、清洗，符合要求后再涂装
表面涂层物质除掉旧涂层、清洗，符合要求后再涂装
表面粘附物质（如脱膜剂等）除掉旧涂层、清洗，符合要求后再涂装
剥落
涂装基层
底涂、腻子质量不佳，附着力不好
除掉旧涂层，选用合格底涂腻子，符合要求后再涂装
涂装底材含水率大除掉旧涂层，打磨、修补，再涂装
施工环境温度太高，表面成膜层内部水分大除掉旧涂层，打磨、修补，再涂装
起泡
涂料消泡效果不好
除掉旧涂层，打磨、修补，选用合格产品，
再涂装




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