树脂和乳液的使用方法

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一、  保成乳液的性能与用途

  国外建筑涂料数十年的经验表明，合成树脂乳胶涂料（简称：乳胶涂料）始终是建筑涂料发展的主流。我国建筑涂料工业经历了近20年以106类墙粉涂料为代表的发展后，进入了产品更新换代时期，而乳胶涂料则是理想的升级换代产品。

  乳胶涂料与106类涂料最大的不同在于展色剂。后者是以聚乙烯醇或其等效物为基料，前者则使用合成树脂乳液（简称乳液）。因此两种涂料的性能，如附着力、耐水、耐碱性、耐洗刷性和耐候性等差别悬殊，前者为优。

  以沧浪牌乳液产品为例，其主要品种和用途如表1。

产品
型号 聚合物
类型 特 性 主 要 用 途
163 全丙 优良的皮膜弹性和低温挠曲性、耐候性、耐水性 嵌缝胶、弹性涂料、防水涂料
376 醋丙 优良的保色性、柔韧性、耐水性、耐沾污性和补饰性 内外墙涂料
380 醋丙 核壳结构、耐压粘性、耐候性 内外墙涂料、门窗涂料
392 全丙 膜硬、透明性优异高光泽、耐水性 罩光，抗碱底涂料
510 苯丙 膜硬、耐候性 有光涂料、外墙涂料、彩砂涂料
855 苯丙 粒径细、粘结力强、耐碱性优异 抗碱底涂料
860 苯丙 粒径细、粘度大、触边性、稳定性好 通用型，内外墙涂料
970 叔醋 耐候性、耐洗刷性、耐水性、耐碱性 内外墙涂料
4431 苯丙 膜硬而韧、耐压粘、抗盐雾性 金属保护涂料
6400 全丙 耐候性、柔韧性 外墙涂料，乳液改性剂
8201 苯丙 抗锈性 金属防锈底涂料
8301ME 苯丙 粘结力强、耐碱性 内外墙涂料，乳液改性剂

二、内墙乳胶涂料对乳液的选择

1、内墙涂料配方设计方法

  内墙涂料配方设计思路首先应考虑涂料的下列性能：

  涂料贮存稳定性。在保持期内，涂料在容器中应基本呈均匀态，粘度变化不大，容易搅动，容易搅动，无硬块。   

  涂料施工作业性好，施涂无困难。  

  涂料遮盖力。因为关系着涂料耗量（kg/m2）和施工费用，所以遮盖力愈大愈好。

  涂层颜色外观。色泽均一，保色性和涂料的可补饰性优良。涂料平整、光滑，充分体现出涂料的装饰作用。

  此外，配方还应保证下列性能：

涂层耐水性    涂层耐碱性

涂层耐擦洗性    涂料干燥时间

内墙涂料的上述性能和涂料组份的关系如表2所示。

2、内墙涂料对乳液的选择

    由表2可见，乳液与涂料的全部技术性能都有关，尤其与涂层的性能相关。另一方面，乳液显著影响着涂料成本。一般内墙涂料中乳液用量并不太多，其数量主要取决于涂层的耐擦洗性指标要求。

表2 涂料组分和性能的关系●强相关；○弱相关；×无关 组分 乳液 颜料 填 料 助剂
贮存稳定性 ○ ○ ○ ●
施工作业性 ○ ○ ● ●
颜色均一性 ○ ● ○ ●
涂层平整度 ○ × ○ ○
耐洗刷性 ● × × ○
干燥时间 ● × × ●
遮盖力 ○ ● ○ ○
附着力 ● × × ×
耐水性 ● × × ○
耐碱性 ● ○ × ×
成本 ● ● ○ ○

  不同品种乳淮对涂层耐洗擦性的贡献是不同的。苯丙和全丙乳液与颜料的粘结力强，涂层耐擦洗性较好，例如苯丙乳液，当颜料体积浓度（PVC）高达85%时，涂层尚能经受500次刷洗。况且苯丙乳液的价格较为便宜，故内墙涂料经常选用苯丙乳液作基料。

  以NC-860乳液为苯丙乳液代表，该乳液的固体含量为47%，平均粒径0.2μm，最低成膜温度（MFT）约4℃,20℃时的粘度为5500mPa.S,具有触变性,触变指数5-7,残余单位含量小于0.5%,钙离子稳定性和机械稳定性都相当好,冻融稳定性优良,故适于制造各种档次的内墙涂料,包括低成本内墙涂料。

  3、实例

  表3是以NC-860乳液作基料的经济型内墙涂料配方，所制取涂料的质量指标符合GB/T9756-95规定的技术要求。

表3 内墙涂料参考配方 原料 重量 原料 重量
制浆：去离子水 26.0 高龄土/碳酸钙 25.1
HEC 0.3   
丙二醇 1.0 调漆：NC-860浮液 13.0
三聚磷酸钠/DA 0.3 消泡剂 0.1
TX-10 0.07 醇酯-12 1.0
消泡剂 0.1 PT防霉剂 0.03
钛白粉/立德粉 33.0 合计： 100.0

  配方特征与涂料性能：

颜基比                  9.5
固体含量              64.5%
粘度                    80KU
遮盖力                  180g/m2
耐擦洗性（不露底）     500次
干燥时间（23℃表干）   15min

三、外墙涂料对乳液的选择

1、外墙涂料配方设计方法

外墙涂料的设计首先要确保涂料的下列性能是优良的；

涂料贮存稳定性

涂料施工作业性

涂层颜色及外观

涂层耐候性：保光保色性，抗开裂、剥落和抗粉化性。此外，还应使涂料的下列性能满足使用要求：

涂层耐水性 涂层耐玷污性
涂层耐碱性 涂料遮盖力
涂层耐刷洗性 涂料干燥时间

  由于外墙涂层所处环境的恶劣，风、雨、阳光和温差等的侵蚀，涂层易于老化。为了保证涂层有足够的寿命，外墙涂料必须强调涂层的耐候性，而涂层的耐候性与所有基料有着最密切的关系。因此，如何选用乳液品种，包括确定型号及其用量，是外墙涂料设计的一个重要内容。

2、外墙涂料对乳液的选择

  采用同一工艺和相同颜/填料及助剂，但用不同品种的乳液制漆，所得涂料的涂层性能差别甚大。现将不同品种乳液对涂层性能影响评价列于表4。

表4 乳液品种的性能评价      10最好 乳液品种 醋（均） 醋丙 苯丙 全丙 叔醋**
耐候性 7 8 1 10 10
抗水性 6 7 10 8 8
抗碱性 3 4-5 10 8 8
颜料粘结力 6 7 10 8 8

  由表4可见，全丙乳液的醋酸乙烯/叔碳酸乙烯酯共聚乳液的耐候性最好，综合性能也很好，是制造外墙涂料很好的基料。醋叔乳液比全丙乳液的价格便宜，性能更好，故其应用前景更靓。

  苯丙乳液的抗水性、抗碱性和颜料粘结力都很理想，但耐候性比较差，主要是保光、保色性和抗粉化能力欠佳，因此选用苯丙乳液作外墙涂料基料时务须慎重，苯乙烯含量很多的苯丙乳液是不能用以制备外墙涂料的。有时，为了考虑成本不能选用全丙乳液，可选用苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯/（甲基）丙烯酸多元共聚乳液。

  醋丙乳液的保色性优于苯丙乳液，施工性能也较好，但耐碱性差。在混凝土墙面上与抗碱性优良的涂料配合使用，可获得较好的效果。

  表4显示，醋均乳液是绝对不能用外墙涂料的。NC-6400全丙乳液适于配制高质量外墙涂料的一种微粒丙烯酸胶乳，具有46%的固体含量，粘度为50-500Pa.S，涂膜柔韧，极低的残余单体含量以及很好的颜料粘结力和成膜性能，所制得的外用建筑涂料具有优异的耐水性、耐碱性和户外耐久性。

4、实例

  使用NC-400全丙乳液制作中档和高档外墙乳胶涂料配方分配示于表4-5、表4-6。二种涂料的质量指标均符合GB/T9755-95所规定的技术要求。

表5 中档外墙涂料参考配方 原料 重量 原料 重量  
制浆：去离子水 32.5 硅灰石 12.5
HEC 0.4 调漆：NC-6400乳液 25.0
丙二醇  2.0 消泡剂 0.1
DA分散剂 0.3 醇酯-12 1.0
TX-10 0.07 PT防霉剂 0.03
消泡剂 0.1 ASE-60 0.5
钛白粉 20.0 浓氨水 0.5
碳酸钙 5 合计： 100.0

  表5的配方特征与产品性能：

颜基比  3.2 耐水性 符合GB/T9755-95
固体含量50% 耐碱性 符合GB/T9755-95
遮盖力160g/m2 耐候性 符合GB/T9755-95
耐擦洗性（不露底） 2000次 估计涂层寿命 5年

表6 高级外墙涂料参考配方 原料 重量 原料 重量
制浆：去离子水 16.5 氧化锌 2.5
ASE-60 0.5 滑石粉 13.5
丙二醇 0.5 细微云母粉 2.5
浓氨水 0.3 调漆：NC-6400乳液 37.5
DA分散剂 0.4 消泡剂 0.1
润湿剂 0.07 醇酯-12 1.5
消泡剂 0.1 PT防霉剂 0.03
钛白粉 20 合计： 100.0

表6的配方特征与涂料性能：

颜基比 2.2 耐水性 符合GB/T9755-95
固体含量 57% 耐碱性 符合GB/T9755-95
粘度 80KU 耐候性 符合GB/T9755-95
遮盖力 160g/m2 估计涂层寿命 8-10年
耐擦洗性（不露底）   5000次

四、有光乳胶涂料对乳液的选择

1、有光涂料配方设计方法

  有光涂料要求涂料具有高的光泽，60°入射角的涂膜光泽应不小于60%,最好在70%以上,为此，配方设计时涂料的颜料体积浓度多取16-20%，一切产生消化作用的材料都不宜采用。为了提高光泽度，需要讲究涂料的流平性，并控制涂料干燥，以便改善施工中的“搭接”问题，保持涂层整体光泽和颜色的均一。

  除了无光涂料应有的性能，如：优良的遮盖力、耐水性、耐碱性和耐洗刷性等外，对于有光涂料，还不能忽略压粘性问题，这是由于涂料配方中PVC较低，而乳液又是热塑性材料所决定的，否则涂层容易玷污，装饰性将大受影响。

2、对乳液的选择

  影响涂料光泽最重要的因素是乳液。通常，乳液的颗粒愈细小，涂层光泽愈高（如表7）。

表7 醋（均）乳液粒径与涂层光泽的关系 乳液 粒径(μ) 45°光泽读数
A 0.1-0.2 84
B 0.5-0.6 78
C 0.3-2.9 34

  涂层光泽还与乳液聚合物的折光指数有关，即随着折光指数的增加，涂层光泽趋向于增加。表8中例举了几种聚合物的折光指数，由此可推测，醋酸乙烯折光指数较代，其乳液是很难制得高光泽涂料的；氯偏乳液光泽好，但耐光性差，涂膜易泛黄，故亦非适宜品种；苯丙乳液则较好，若考虑户外耐久性，可选择苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯/（甲基）丙烯酸多元共聚乳液。

表8 聚合物折光指数 聚合物名称 折光指数
聚偏氯乙烯 0.61
聚苯乙烯 1.59
玻璃标准 1.52
聚n-甲基丙烯酸丁酯 1.483
聚丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸(98/2) 1.482
聚丙烯酸甲酯 1.479
聚醋酸乙烯 1.467

  乳液聚合物的玻璃化转变温度（Tg）影响涂层硬度，抑或压粘性和玷污性。为了保证涂层实用性能，现代乳涂料总希望选择Tg较高的乳液，然后用助成膜剂将最低膜温度降至5-10℃.不过,若要更完美地解决问题,则需采用(常温)交联型乳液.

  NC-510乳液和NC-4431乳液都是苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸 酯/丙烯酸共聚乳液,都能制备出优质有光涂料。NC-510乳液聚合物链上的环氧基团不仅赋于涂层更优良的附着力。且为乳液提供了交联瓜的场所，该乳液的Tg约30℃，粒径为0.1-0.2μm,固体含量50%,粘度250-750mPa.s,故适于制作有光、半光涂料。而NC-4431乳液的Tg达40℃，乳液粒径更细，呈均匀水溶胶态，所制取的有光涂料可用于混凝土、金属、木材和塑料制品的涂装。

3、实例

    使用NC-510乳液制造有光涂料参考配方如表4-9。

表9 有光涂料参考配方 原料 重量 原料 重量
制浆:去离子水 14.0 钛白粉 20
ASE-60 2.0 细微云母粉 2.0
丙二醇  5.0   
浓氨水 2.0 调漆:NC-510乳液 52.0
分散剂 0.15 消泡剂 0.1
润湿剂 0.05 醇酯-12 2.5
消泡剂 0.1 PT防霉剂 0.03
AMP-95 0.07 合计: 100.0

  表4-9的配方特征与涂料性能

颜料体积浓度（PVC） 18% 粘度 65KU
颜基比 0.85 遮盖力 160g/m2+
固体含量 48% 光泽 78%