寒區(qū)綠色水性多彩建筑涂料的研究

鄭成艷++劉圣偉++戚佰冬++郭春

摘 要：多彩涂料是指用一次涂裝能得到彩色花紋的涂料，它通常包含有兩種或兩種以上的顏色顆粒，形成的色彩圖案多樣。根據(jù)其構(gòu)成原理，多彩涂料主要分成4種類型：O/W（水包油型）、W/O（油包水型）、O/O（油包油型）、W/W（水包水型）。水性多彩建筑涂料一次施工即能得到深淺層次不同的多彩花紋，并能適應(yīng)砂漿、灰漿、混凝土、石膏板、木材等多種建筑材料，達到顯著的裝飾效果。本文通過對保保護膠體、顏填料等主要組分對分散介質(zhì)（連續(xù)相）和分散相（顏色顆粒）的影響進行了研究，并對多彩涂料組份的配比、性能等問題進行了探討，旨在研究一種適合寒區(qū)的一種水包水型綠色水性多彩建筑涂料。

關(guān)鍵詞：水包水；分散介質(zhì)；多彩涂料

前言

目前大多數(shù)的多彩涂料是基于水油不相容的特性而制備的。這種不相容性保持了不同顏料的分散，在一種涂料中產(chǎn)生出多彩的體系。這樣的多彩涂料必然包含一種或多種有機溶劑。有機溶劑有很大的缺點：有毒，易燃，而且污染環(huán)境。隨著現(xiàn)在人們對環(huán)境問題關(guān)注，需要減少甚至消除有機溶劑在涂料中的使用。

水性多彩涂料適用于水泥砂漿表面、混凝土表面、水泥纖維板、EPS外墻保溫系統(tǒng)外層裝飾面中，具有仿大理石材質(zhì)?？朔F(xiàn)有干掛大理石體系易脫落、自重大、不能隨建筑物造型彎曲粘貼等缺點。其主要性能特點如下：（1）色彩豐富，圖案變化多樣、生動活潑、雅俗共賞；（2）性能優(yōu)異，耐水、耐油、耐化學(xué)藥品、耐洗刷：（3）涂層一氣呵成，無接縫、無卷邊、無霉變，有取代壁紙的趨勢；（4）對基層的適應(yīng)性強，可在各種建筑材料上使用；（5）一次噴涂，施工方便，縮短工期。因此，多彩涂料是目前裝飾建筑材料中的更新?lián)Q代產(chǎn)品，有著十分廣泛的發(fā)展前景。

1.實驗材料

1） 保護膠粉：選用濟南某公司生產(chǎn)的保護膠粉

2） 外墻色漆：普通外墻乳膠漆，用無機氧化鐵色漿調(diào)色

3） 彈性乳液：選擇丙烯酸型的乳液

4） 堿溶脹增稠劑：選擇東方明天公司生產(chǎn)的增稠劑

5） 助劑：包括消泡劑、殺菌劑、成膜助劑

6）色漿：水性色漿

2.試驗

2.1保護膠體摻量對成粒的影響

保護膠體在顏料組份中，主要起提高粘度的作用，對成粒也有一定的幫助，見表2-1。

保護膠粉分散后會有部分絮狀物質(zhì)分散不均勻，存放24小時后再用即可。經(jīng)過反復(fù)試驗本試驗配方最終確定保護膠粉在水中分散的最佳摻量為12g，水185 g.

2.2增稠劑的摻量對造粒的影晌

以堿溶脹增稠劑為例，對增稠劑在分散介質(zhì)中的用量進行調(diào)節(jié)。由于增稠劑對成粒有作用，而且能使體系增稠，故從這兩方面對增稠劑的作用效果進行考察，詳見表2-2。

從表2-2可以看出，增稠劑的用量在5%-10%之間都能夠很好的成粒。增稠劑用量較高時，體系的粘度會隨著時間的增加而增加，所以增稠劑的用量控制在10 g以下，而進行了下面多彩涂料的粘度隨時間變化的考察，本實驗確定增稠劑的摻量為10g。

2.3顏料對成粒的影響

由于多彩涂料需要同時使用幾種顏料，而不同顏料相同質(zhì)量下的體積差異很大， 這就需要根據(jù)臨界顏料體積濃度選擇顏料的合理用量。臨界顏料體積濃度高的顏料可以多加一些，臨界顏料體積濃度低的顏料則不能加入過多，否則聚合物就不能將顏料 粒子間的空隙完全充滿，這些未被填充的空隙就潛藏在涂膜中，使涂膜的物性急劇下 降。表現(xiàn)在色粒上就是色粒容易破碎，并逐漸粉化。這就需要針對每一種顏料，確定 其最佳用量。下面是以鐵黃顏料為例所做的實驗：

2.4填料對成粒的影響

不同的顏料一般情況下密度也是不同的，會直接影響到這種顏色的色粒在多彩涂料體系中的浮沉狀態(tài)。本實驗選擇碳酸鈣作為填料，通過碳酸鈣的添加，改變不同顏料所成色粒的浮沉狀態(tài)，使其達到一致，并且碳酸鈣的使用有助于提高涂料的流平性及涂膜的抗研磨性，還有一定的遮蓋力。對重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣的 實驗情況見下表：

2.5剪切速率對多彩涂料的影響

依靠攪拌器的剪切力，把各種顏色的分散相在分散介質(zhì)中剪切成各種顏色粒子， 因此隨著剪切速率的提高，色粒會被分散的越來越小。因此對剪切速率的控制是非常重要的，它直接影響色粒的大小。而且不同的攪拌槳形狀會產(chǎn)生不同的剪切方式，由此形成的色粒形狀也發(fā)生改變。

3.配方的確定

經(jīng)過實驗室反復(fù)試驗，測試性能指標，工廠小試確定寒區(qū)綠色水性多彩建筑涂料配方如下：

1）保護膠1溶液的配置：

名稱 水 保護膠 消泡劑 殺菌劑

摻量 185 12 2 1

2）基礎(chǔ)漆（分散相）配制：

名稱 外墻

色漆 彈性

乳液 水 保護

膠 堿溶脹

增稠劑 保護膠1溶液 消泡劑 殺菌劑

摻量 100 50 77 60 10 200 2 1

注：邊攪拌邊按順序加入1-8，調(diào)粘度至110-130ku，碎小花紋粘度取下限。

3）連續(xù)相配制：

水 復(fù)合凝膠劑 消泡劑 殺菌劑 乳液（苯丙、純丙、硅丙） 成膜助劑 增稠劑

356 9.5 1 0.5 125 6 2

4）造粒：

將一份分散相通過篩網(wǎng)漏入連續(xù)相中，篩網(wǎng)直徑根據(jù)花紋大小選用4-10mm左右，篩孔間距約5-10mm，以保證分散相加入時彼此不發(fā)生粘連，用漿式攪拌機（轉(zhuǎn)速100-300轉(zhuǎn)/分鐘）攪拌幾分鐘即可。

4.多彩涂料的性能的檢測

測試結(jié)果參照中華人民共和國國家標準《復(fù)層建筑涂料》（GB/T 9779）進行制樣、測試。

5.結(jié)論：

1）保護膠溶液中保護膠粉中的摻量為12g。

2）分散相的粘度控制在110-130ku，碎小花紋粘度取下限。

3）造粒過程中采用槳式攪拌機，攪拌速度應(yīng)適當(dāng)轉(zhuǎn)速100-300轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌速度過快，粒子太碎容易混色。

4）多彩涂料的最佳配比：分散相占50%，連續(xù)相占50%。分散相加入到連續(xù)相中。

【文章編號】1627-6868（2016）11-0016-03