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建筑涂料的基本简介
建筑涂料是目前国内外广泛使用的建筑装饰装修材料之一。无论是经济发达国家和地区,还是发展中国家和地区,用建筑涂料来装饰居室、楼宇,已成为一种时尚和通用的方法。
基于此,国家对发展化学建材(包括建筑涂料)制订了一系列鼓励发展的政策,对推动建筑涂料行业的健康发展起到了保障的作用。据不完全统计,全国有大大小小的建筑涂料生产企业5000家以上,大部分是小、土、散的企业。另外,在国产建筑涂料中,低档产品比例多,中高档产品太少。以聚乙烯醇及其缩甲醛类为基料的内墙建筑涂料仍占内墙装饰材料的主导地位,这与美国等发达国家已基本淘汰低档聚乙烯醇等建筑涂料形成鲜明的对比。
1乳胶漆
1.1乳胶漆的概念
凡是用水作溶剂或分散介质的涂料都可称为水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水乳化涂料和水分散性涂料。
乳胶漆是合成树脂乳液涂料的俗称,属于水分散性涂料。
乳胶漆以合成树脂乳液为基料,并把颜料、填料经过研磨分散后加入各种助剂配制而成的涂料。
涂料对环境的污染主要是有机挥发物(即"VOC" )向大气中的排放,所以降低涂料的"VOC"是环境保护对涂料提出的课题。 目前涂料降低"VOC"的途径主要是:
1. 提高涂料固体含量的高固体涂料;
2. 以活性溶剂代替挥发性溶剂的无溶剂涂料;
3. 以粉末形态经熔融成膜的粉末涂料;
4. 以水代替有机溶剂的水性涂料;
5. 由于乳胶漆是用水作溶剂,解决了溶剂型涂料中使用有机材料作溶剂而造成对环境和对人体健康的影响问题。
因此,近年来在建筑装饰涂料中广泛采用。
1.2乳胶漆的发展空间
乳胶漆由于涂装速度快,对环境影响极小,无火灾隐患,成膜后基本不增加建筑物的自重,便于翻新,及而色变力强,九十年代后得到长足发展。目前的消耗量占涂料总量20-25%,在发达国家(美国、意大利、德国)建筑涂料消耗量要占涂料总量的50%,这说明建筑涂料还要加大投入及产出,可发展空间极为庞大。2001年度国家有一统计资料显示,我国涂料总产量为500万吨,人均不足0.5kg,,而发达国家人均消耗量为10-15kg。所以,我们看到落后的同时也看到希望。
1.3乳胶漆产品的发展方向
1、向“绿色”涂料方向发展。这要涂料朝省资源,省能源,无污染方向发展,如VOC排放量的限制。
2、开发特种功能性涂料,提高产品市场竞争力。如防火涂料,防蚊蝇涂料
3、采用新型乳胶生产涂料。如无乳化剂聚合、核壳聚合、氟碳树酯、硅丙。目的是提高抗耐沾污力,抗老化及耐水性。
4、两种或多种以上树酯复合(拼混)使用。寻找互补性,提高整体性能。
2建筑涂料的主要功能
2.1饰功能
赋予建筑物丰富的色彩,而且具有一定的光泽度和平滑性,还有较好质感和手感,也可以增加层次感和立体感。
2.2保护功能
建筑物暴露在大气中,受日晒、风吹、雨淋、霜雪和冰雹的袭击;因温差、冻融循环、腐蚀性气体和微生物的作用,涂料能起保护作用。
2.3特殊功能
指具有防水放火、防霉、杀虫、隔声、防静电和发光的特殊功能的涂料。
3建筑涂料的分类
建筑装饰涂料主要是指用于建筑物内墙、外墙、天花板、地面还包括门窗、屋面及所有木质构件及金属构件装饰的一类涂料。
3.1按照涂料使用部位分类
墙体涂料(内、外墙)
地面涂料
屋面涂料
木质涂料
金属防锈涂料
3.2按照主要成膜物质分类
有机高分子涂料(聚醋酸乙烯、丙稀酸、环氧和聚氨酯类树脂等)。
无机高分子涂料(硅溶胶类和硅酸盐类);
有机无机高分子复合涂料(聚乙烯醇水玻璃、聚合物改性水泥和水性硅氧烷等);
油性涂料(传统的以干性油为基础的涂料也称油漆)。 目前大部分涂料属于有机涂料。
3.3按照分散介质分类
水溶性涂料:以水溶性高聚物为成膜物质的产品---分散介质是水。
乳胶型涂料:以各种不饱和单体经乳液聚合得到的分散体系(乳液)为基础,配 合颜填料、助剂后就成为乳胶漆---分散介质是水。
溶剂型涂料:以高分子合成树脂为成膜物质---分散介质是有机溶剂如:甲苯、二 甲苯、200号溶剂油和醇类等。
无溶剂型涂料:以热固性树脂作为成膜物质,通过加固化剂使之发生交联固化,如粉末涂料。
3.4按装饰功能分类
平壁状饰面涂料
砂壁状饰面涂料
立体花纹饰面涂料
3.5按涂层作用分类
封闭剂:用于隔离上层涂料与下层基材表面的材料。
腻子:用于消除涂漆前较小表面缺陷的厚浆状涂料。
底漆:多层涂装时,直接涂在底材上的涂料。
中间涂层:多层涂装时介于底漆与面漆之间,用来修整平整表面的色漆。
面漆:多层涂装时,涂于最上层的色漆或清漆。
4建筑涂料的组成与性能
A、基料---主要成膜物质,也称粘合剂。它能将涂料中的其它组分粘结成一整体, 是涂料配方的基础,必不可少的基本成分,对涂料的性质起决定性作用。
B、颜填料---次要成膜物质,构成涂膜的重要组成部分,不能够单独成膜,但对 涂膜性能有巨大的影响。
C.溶剂或水---辅助成膜物质,最终不留在涂膜中。
D.助剂---辅助材料,用量很少但作用显著,能极大的提高涂料涂膜的性质。
4.1基料应具有的特点、性能
a、具有较好的耐候性
耐候性是指对恶劣天气的抵抗能力,如冻融循环、大风暴雨和烈日等。在规定的某一段时间内保持各项性能指标不变或略降,但仍能符合使用要求。
b、要能够常温成膜
并非所有的基料均能够常温成膜,对一些玻璃化温度比较高的基料,不适合用作建筑涂料。一般来说,建筑类涂料要求能在5~26℃之间成膜。
c、 较好的耐碱性
涂料一般是涂在水泥混凝土、含石灰抹灰材料等碱性墙体上,这些基面碱性比较强,如果涂料抗碱能力弱,则会出现皂化、返碱发花等现象,结果会导致涂层剥落或变色褪色。
d、耐洗刷性
涂料作为建筑的外衣,在外墙要受到雨水的洗刷,而在内墙要受到用户的刷洗,如果涂料不耐洗刷,那么很快就会露底。
4.2填料应具有的性能、特点
⑴ 颜料
按化学成分:有机颜料、无机颜料;
按来源分为:天然颜料、合成颜料;
按作用分为:白色颜料、着色颜料;
颜料应具有良好的着色力、良好的遮盖力和抗碱性。影响颜料的性能的主要因素有:颜料粒子的大小,粒子形状等。粒子形状越小,分散度越大,反射光的面积越多,因而遮盖力越好,着色力越好,当颜料的粒径为可见光波长(400—700nm)的一半时,遮盖力最大。粒子形状主要影响涂料的流动性,贮存性和耐久性。
在目前的常用颜料中,白色颜料主要在使用钛白粉、锌白和立德粉等。其中钛白粉质量最好,它的折射率为2.72(金红石型)和2.55(锐钛型),抗弱酸碱,耐热,抗紫外线不变黄。锌白折射率为2.08,但是硬度较好。锌钡白的遮盖力只有钛白的20%~25%,而且不耐酸,遇酸分解产生硫化氢(H2S),在阳光下易变黄,不适用于室外,但是非常便宜。1996年,德国一家公司把厂移到广州,标志着发达国家停止生产锌钡白。中国是世界上最大的锌钡白生产消费国,中国的钡含量丰富,要取代钛白粉,不是短期的事。
有机颜料着色力高,亮度高,但是遮盖力低,主要起着色作用;无机颜料的颜色范围要窄一些,而且不如有机颜料鲜艳,但相比有机颜料来说,无机颜料在耐久性上要强一些,因为有机颜料的耐UV(紫外光)性差。
⑵、填料
是在着色颜料使涂膜具有一定的遮盖力和色彩之后补充的固体分,它的作用是对涂料起填充作用以增加涂膜的厚度,提高涂膜的耐久性,耐热性和表面硬度等,这些填料遮盖力低而且其它物化性能不佳,但是大量使用可以降低涂料成本。
4.3助剂的类型和特点
助剂是涂料的辅助材料,一般用量非常的少,作用切很显著。
增朔剂---调节聚合物的柔韧性;
增稠剂---调节涂料的黏度;
改性剂---改进涂膜的致密性和光泽;
分散剂---颜料的分散和防止再凝集;
湿润剂---颜料湿润性的改进;
消泡剂---在制造和涂装是消泡;
防霉剂---防止涂膜长霉;
防腐剂---防止储存中发生霉变;
防冻剂---改进冻融稳定性;
另外根据特殊要求,还有一些杀虫剂、防静电剂、防锈剂等。一般来说,助剂对人体有一定的伤害,因此,高品质的涂料都是通过合理科学的配方,通过采用高素质的基料来提高涂料的性能。
4.4溶剂和水
溶剂能调整涂料的浓度,以降低涂料的粘度以达到施工要求,同时也调整涂料的成本,对涂料的质量有一定的影响。常用的溶剂有:
石油溶剂类:俗称松香水,溶解能力中等,优点是无毒且价格低廉,但气味不好闻。
煤焦油类:包括苯、甲苯、二甲苯等,溶解能力强,但是有很大的毒性;
萜类溶剂:现使用很少。
水:水溶性建筑涂料的溶剂,乳液型涂料的分散介质,在乳液聚合时,采用去离子水,而配制涂料时用自来水即可,因此可用自来水稀释水性涂料。
4.5乳液类型
使用不同类型的乳液配制的乳胶漆具有不同的性能和用途。目前常用的乳液类型有下面几种:
1.聚醋酸乙烯乳液(内用);
2. 醋酸乙烯/丙烯酸酯共聚乳液简称乙丙乳液(内用)。
3.苯乙烯/丙烯酸酯共聚乳液简称苯丙乳液(内用或外用)。
4.纯丙烯酸酯共聚乳液简称纯丙乳液(外用)。
5.有机硅改性丙烯酸酯乳液简称硅丙乳液(外用)。
按照GB/T 20623-2006建筑涂料用乳液标准如下表:
5涂料成膜机理
成膜机理:涂料的成膜经历三个过程:
施工后的湿膜、水分逐渐挥发,分散着的颗粒逐渐拢拢,在接近到某一程度时,邻近的颗粒就紧紧地挤在一起,失去了运动的自由而成凝胶状,在这个阶段仍可用水重新分散。
在水分挥发将尽时,毛细管力明显地起作用,在毛细管力下,颗粒相互接触,相互吸引,相互流动,相互聚结成为整体的漆膜,但在乳液玻璃化温度下,虽然相互接触、却不能相互流动和聚结(故施工温度不能太低)。在高温干燥天气条件或吸收性强的基材表面,会使水挥发速度加快或使水过快地被基材吸收,这两种情况,会使湿膜没有足够的成膜时间而影响涂膜质量。
漆膜随着时间的推移,性质逐渐改进,这是聚结的继续和聚结后聚合物分子链段相互渗透的结果,这就是为什么乳胶漆的实干需要数天或更长的时间。
乳胶粒子的Tg(璃璃化温度)必须低于成膜时的温度,通常将乳胶漆能够成膜的最低温度称为最低成膜温度(MFT)。
① Tg<MFT 成膜较快
② Tg<MFT 不能成膜或成膜不彻底
那么:为了成膜降低Tg,会导致回粘。为了使涂膜具抗粘性,应提高Tg,结果低温时成膜困难,此时应加入成膜助剂。成膜助剂必须能溶在乳胶聚合物中并有低的挥发速度(如美国伊斯曼公司的Texanol)。成膜助剂溶入乳胶粒子起增塑剂的作用以降低Tg,成膜温度更低,成膜助剂可以慢慢扩散到膜 的表面挥发。这个逐步放慢,因此这种涂膜尽管感觉干燥,但仍有2-3个星期的粘着性。比如:在冬季春季或阴雨天内墙施工,3-5个星期后觉得回粘或掉粉,都是成膜不彻底引起的。
6外墙涂料应具有的特点
建筑外墙的装修,以前国内较多使用的是贴面砖等传统材料,但是贴面材料如瓷砖、石材等虽然具有很好的耐久性,但是缺点也很明显:1.墙面不连续;2.颜色不易统一;3.时间久会剥落,坠落伤人;4.瓷砖缝隙不防水等。由于涂料技术质量已经达到相当高的水平,使用年限可达到15年甚至更高,其丰富的色泽和质感以及经济实惠的造价,已越来越受到人们的重视。目前在建筑装饰中,无论是建设单位或设计者,已逐渐热衷于用涂料作为外装饰。外墙涂料由于暴露在外部环境之中,受到自然界的各种考验,因此,其设计要求明显要比内墙涂料高,那么外墙装饰涂料应该具有什么特点? |
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