硅溶胶苯丙外墙涂料彤杰
硅溶胶-苯丙外墙涂料
1 前言
随着现代都市建筑物的高层化发展,研制高性能外墙涂料已成为时代的迫切需要。但要制造出保质期达15年以上的外墙涂料,单纯的苯丙乳液还难以达到要求。我们在苯丙乳液的基础上加入硅溶胶,以改善外墙涂料的耐候性、耐水性,并减少了苯丙乳液用量
2 实验部分
2.1 主要原料
苯丙乳液(武汉双虎涂料公司提供,固含量40%);硅溶胶(江阴涂料研究所提供,二氧化硅含量25% ~30%);金红石型钛白粉(白度≥95,粒度300目);硅灰石粉(白度≥80,粒度200目);白云母粉;乙二醇;乙二醇单丁醚(北京化工厂生产);氨水(武汉制氨厂生产);P一19分散剂(上海涂料研究所生产);六偏磷酸钠(浙江湖州市菱湖市食品厂生产);T一17水性增稠剂(上海涂料研究所生产);HEC增稠剂;SPA一202消泡剂。
2.2 涂料配方
涂料的基本配方如表1所示。
2.3 实验工艺
涂料的制备工艺如图1所示。
搅拌后的涂料通过球磨和胶体磨进行研磨,直到细度合格,即200目筛能顺利通过为止。
2.4 性能检测
涂料外观:检查涂料的形状、颜色和透明度,参照GB 1721—79;粘度:涂一4杯粘度计,参照GB 1723—79;固含量:烘箱法,参照GB 1725—79;贮存稳定性:采用加速方法中的冷热交替法,不断改变环境温度,观察外观变化和沉降数量;遮盖力:黑白板法;涂层硬度:铅笔硬度法;附着力:划格法,参照GB 1720__79;耐水性:室温下水中浸泡,参照GB 1733—79;耐碱性:浸入氢氧化钙溶液中一段时间,pH值保持在12~13,观察变化;耐洗刷性:将样板浸泡在室温20℃左右的水中5 min,然后用排刷用力刷涂膜,重复操作,直到涂膜脱落出现底色,记下刷洗次数;耐沾污性:采用粉煤灰水用底纹笔轻轻地将它横向和纵向各一次均匀涂刷在涂膜表面,烘干4 h后,用水冲洗粉煤层0.5 h,然后重复5次;耐人工老化性:日本WEL—SUNEC型老化机箱。将样板固定在箱内转盘上,调至规定温度、湿度,以24 h为一周期,每周期检查一次。
2.5 五种有代表性样品的测试结果
五种代表性样品性能比较见表2。
3 结果与讨论
3.1 苯丙乳液与硅溶胶配比对涂料性能的影响
在实验中,试验过不同乳液与硅溶胶配比对涂料性能的影响。如表2中样1、样2、样3,其苯丙乳液与硅溶胶之比分别为400/0、100/300和200/200。分析结果可知,随着苯丙乳液含量的相对增加,涂层耐擦洗性增强,耐水性却降低。这是因为苯丙乳液成膜物柔韧性比硅溶胶成膜物好,涂膜耐磨性好。在耐水性方面,因为细微颗粒的si0’具有较高的活性,在涂料中能与某些无机盐和金属氧化物生成新的硅酸盐无机高分子化合物,并硬化成膜,且硅溶胶能通过毛细管渗透到基材的内部,阻塞微细的毛细管,防止水分子的渗透,使耐水性提高。单纯碱性硅溶胶涂层脆性大,在成膜中有小分子副产物水的放出,使涂层出现众多的微裂纹。因此必须利用苯丙乳液优良的干膜性和乳液共混。实验表明,硅溶胶与苯丙乳液配比为1:3时,即2号样品综合性能较好。
3.2 pH值对硅溶胶和苯丙乳液混合时性能的影响pH值影响硅溶胶和苯丙乳液的稳定性。若控制不当,涂料稳定性会变差,出现凝结和结块现象。pH值对硅溶胶和苯丙乳液混合性能的影响见表3。
结果表明,当两组分的pH值相差很大时,混合后稳定性变差。因此,配制涂料时,硅溶胶与苯丙乳液的pH值应尽量接近,对于碱性墙面应选择pH=8.5—10的硅溶胶与苯丙乳液。
3.3 分散剂对涂料性能的影响
本实验所用的两种分散剂,是上海涂料研究所生产的水性分散剂P一19和浙江湖州生产的无机盐类分散剂六偏磷酸钠。实验发现六偏磷酸钠对涂料性能影响不大,而用少量的P一19即可达到要求,故P一19是一种较理想的分散剂。
3.4 增稠剂对涂料性能的影响
在硅溶胶一苯丙乳液复合材料的增稠处理中,单用上海涂料研究所生产的T一17增稠剂,增稠效果及改善贮存稳定性方面都不错。后从价格上考虑,换用2%HEC作增稠剂,结果静置片刻就出现蜂窝絮状沉淀。放置3 d后,出现结块。这是因为HEC中含有的羧甲基纤维素(CMC)是钠阴离子型化合物,虽能增稠,但对涂料贮存稳定性有不良影响。
4 结语
通过实验,确定了硅溶胶与苯丙乳液之比为1:3时,涂料耐擦洗性和耐水性能较好;当硅溶胶的pH值与苯丙乳液相近时,即pH=8.5- 10时,两组分混合稳定性最好;无机一有机复合涂料在贮存、生产、施工等各方面是可行的,具有较高的实用价值和经济价值,户外使用6年涂膜基本无变化。
硅溶胶-苯丙外墙涂料
吴自强,刘志宏,余泽洋,魏艳平
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