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提高合成树脂乳液外墙涂料耐沾污性能的措施

时间:2021-08-18 来源网站:灵武市化工机械网

提高合成树脂乳液外墙涂料耐沾污性能的措施,

涂料的耐沾污性能是外墙涂料重要的性能指标,直接关系到涂膜装饰性。由于我国的大气污染比较严重,因而外墙涂料的耐沾污性在几种涂膜的物化性能中显得尤为重要。影响涂膜耐沾污性的主要因素是涂料的PVC和乳液的玻璃化温度涂料在线coatingol.com。

1 外墙涂料污染的类别和污染形成的原因

外墙涂膜污染与涂膜的耐沾污性和涂膜所处的环境有关。涂膜性能诸如涂膜的硬度、表面能、密实程度(孔隙大小和分布)等;涂膜的环境条件则指环境中的颗粒状悬浮物和化工气体等。一般地说,根据外墙涂膜被污染的情况,(包括污染形式、污染性质和污染持续时间等),可以将外墙涂膜的污染分成为不同的种类,如表1所示。

外墙涂料污染的类别和污染形成的原因

2 涂料PVC与其涂膜耐沾污性的关系

就PVC值低于其CPVC值的涂料来说,因受施工条件的限制,.涂料中合成树脂乳液热塑性聚合物的玻璃化温度不高,在夏季的高温季节涂膜更容易变软回粘。因而,在这类涂料体系中,乳液聚合物的含量越高(涂料的PVC越低),涂膜在高温下越可能回软发粘。反之,乳液聚合物的含量越低(涂料的PVC越高),涂膜硬度越高,尘埃越不容易附着,涂膜的耐沾污性相对好些。图1中展示出不同PVC值的同一类涂料的白度随时间而降低。在这里,白度值的下降是因涂膜受沾污而引起的。从图中可以看出,对耐沾污性来说,涂料的PVC值不宜设置得太低,而以略低于其CPVC值最为合适。对于PVC值高于其CPVC值的涂料,较高的PVC值对涂膜的耐沾污性能反而有利。但是,对于PVC值高于其CPVC值的涂料, 由于乳液聚合物不足以包覆涂料中所有的颜料、填料粒子,在涂膜中造成孔隙,灰尘能够嵌入涂膜的孔隙中而对耐沾污性能不利。同时,当涂料的PVC超过其CPVC时,涂料的耐洗刷性和耐久性都会急剧下降,这些都是配方设计时应当特别予以注意的。

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不同PVC值时涂膜因受沾污而造成的白度随时间的降低

3 玻璃化温度与涂膜耐沾污性的关系

显然,乳液聚合物的玻璃化温度(Tg)越高,涂膜硬度越高。这种涂膜即使在较易污染的热带、亚热带气候中也有很好的耐沾污性。但这对低温甚至常温施工可能带来很难克服的问题。因而,即使为了提高涂料的耐沾污性,也只能有限度地提高乳液聚合物的玻璃化温度。

4 提高涂膜耐沾污性的措施

(1)选用耐沾污性能好的基料

选用耐沾污性能好的基料包括:①选择玻璃化温度适当高的聚合物乳液例如玻璃化温度为27oC;② 选择高性能乳液例如有机硅一丙烯酸酯共聚乳液;③ 将丙烯酸酯乳液或有机硅一丙烯酸酯共聚乳液和硅溶胶复合使用。

(2)使用耐沾污性涂料助剂

耐沾污性涂料助剂主要是各种界面剂,例如浙江省建筑科学研究设计院的LD超疏水性界面剂和作者研究的耐沾污涂料中的耐沾污剂 等。这些助剂本身的表面能很低,且不是水溶性的,涂料涂装后仍以微细粒子存在于涂膜中,因而能够赋予涂膜疏水性,污染物既不会以水作为吸附介质而吸附于涂膜中,也因为涂膜的表面能很低而不会粘附于涂膜表面,使涂膜的耐沾污性能提高。

疏水性的界面剂既使涂膜产生斥水性,还会使涂膜结构更为致密而提高涂膜的耐冻融性,进而提高涂料的耐老化性能。

(3)使用遮盖性聚合物

遮盖性聚合物是不能成膜的聚合物乳液,具有球状中空结构,球的外壳是玻璃化温度很高的聚合物,颗粒很细,球的平均粒径为0.4~1.0um。其提高涂料耐沾污性能的机理在于:对于PVC低于其CPVC的涂料,聚合物包覆于涂膜中的颜料、填料颗粒表面,并填充于颗粒间隙中的聚合物软而粘,尘埃颗粒容易粘附于涂膜上。加入遮盖聚合物,在干燥成膜后遮盖聚合物分布在涂膜中,占据原来由乳液中聚合物微粒所占据的位置,这种部分取代使涂膜的硬度提高,从而改善涂膜的耐沾污性能。

对于PVC高于其CPVC的涂料,由于涂膜中颜料、填料之间的空隙较大,粒径通常为5~30um的尘埃灰吸附于其中且不容易被清除。加入球形且粒径很小的遮盖聚合物后,可以填充颜料、填料之间的空隙中,尽管不可能完全填充,但填充后的空隙已经远远小于尘埃颗粒,涂膜已经很密实,尘埃已经难于被吸附于涂膜中。因而,涂料的PVC不管是低于还是高于其CPVC,涂膜都会具有很好的耐沾污性能。

(4)适当地设置涂料的PVC

虽然涂料的PVC小于其CPVC时涂料有较好的性能,但另一方面合成树脂乳液涂料的涂膜耐沾污性能还受高温回粘的影响,因而当PVC太低时高温回粘现象将会变得更为严重。相反,当PVC高时,使用同样的聚合物乳液,涂膜的玻璃化温度会相应提高,高温回粘现象减轻。因而,综合这两方面的因素考虑,从耐沾污眭能来说涂料的PVC值不宜设置得太低,而以略低于其CPVC值最为合适。

(5)使用纳米技术

使用纳米粉料结合其他技术可以制成具有耐沾污性能好的外墙涂料。例如,某涂料利用纳米材料的疏水性和对中长波段(280~480nm)紫外线反射率达85%以上,对紫外线短波的反射率达70% ~80%以上的特性,氟碳乳液中的氟碳链耐化学性能好,能够起抵御光催化的氧化还原作用,使二者优势互补,得到新型水性高性能氟碳涂料。

该涂料涂膜的微观结构有排列整齐的微孔,这些微孔在光合作用下会产生高活性OH+ 和OH基及电子空穴团,能够将污染物分解成H2O和CO2,易被雨水冲刷干净,具有良好的耐沾污性和自洁性。