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無(wú)機涂料|淺談外墻涂料的耐久性與施工關(guān)系
發(fā)布者：無(wú)機涂料|水無(wú)極 發(fā)布時(shí)間：9/3/2018 10:30:12 AM
1外墻涂料耐久性
1．1耐候保色性
裝飾功能是外墻涂料的重要功能之一。外墻涂料長(cháng)期暴露于戶(hù)外，受到風(fēng)吹、雨淋和日曬，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，飾面的外觀(guān)會(huì )發(fā)生粉化、變色、褪色、失光等現象。對高性能外墻涂料的耐候保色要求一般是8～10a以上，相當于國家標準中人工加速老化1000h以上，其變色不大于2級。涂膜的粉化、褪色和變色與涂料的基料和顏料有著(zhù)密切的聯(lián)系。
(1)基料與耐候保色性
基料對涂料的性能起著(zhù)決定性的作用。外墻飾面受紫外線(xiàn)、日曬及雨水的作用會(huì )逐級劣化，其中紫外線(xiàn)的影響大。它能使基料聚合物發(fā)生化學(xué)反應而變質(zhì)。如果乳液聚合物含有聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯和聚丁二烯等，受到紫外線(xiàn)照射，很容易發(fā)生主鏈斷裂、分子間交聯(lián)或降解反應。
這樣基料中聚合物因交聯(lián)或降解會(huì )引起涂膜物性的變化：分子間交聯(lián)會(huì )使延伸性降低，而主鏈斷裂會(huì )降低涂膜的強度，終導致外墻涂料的泛黃或粉化。所以在配制高性能外墻涂料時(shí)應注意基料的優(yōu)選，選擇耐候性?xún)?yōu)異的乳液作為基料。硅改性丙烯酸乳液和水乳型聚氨酯是目前發(fā)展快、具開(kāi)發(fā)前景的涂料基料品種。這些基料聚合物分子間較高的化學(xué)鍵能和特殊的分子結構決定了它們具有優(yōu)異的抗老化性能，其人工加速老化均超過(guò)1500h，有的甚至達到3000h，完全能夠滿(mǎn)足高性能外墻涂料對基料耐候性的要求。當然乳液的耐候性不僅跟品種有關(guān)，而且還跟乳液中乳液顆粒的尺寸和乳化體系緊密相關(guān)。乳液顆粒越細，所形成的涂膜越完善，其耐候性相應地也較優(yōu)良。此外，還在乳液中加入一定量的紫外線(xiàn)吸收劑，可以減少紫外線(xiàn)對涂膜的損傷。
(2)顏料和耐候保色性
涂料的涂膜主要由基料聚合物和顏(填)料構成。因此2種主要組分的種類(lèi)和比率決定著(zhù)涂膜的結構和物性。在涂料配方中，若顏料體積濃度(PVC)低于臨界PVC，顏料粒子分散在基料聚合物連續相中，形成“?！獚u”結構；但如果PVC超過(guò)臨界PVC時(shí)，基料聚合物就不能將顏料粒子間的空隙完全充滿(mǎn)，顏料粒子松散堆積，其間出現空隙，涂膜的耐洗刷性、耐污染、耐候性急劇下降。同類(lèi)乳液品種，PVC越低，光澤越高，耐候性、保色性越差。所以，在配制高性能外墻涂料時(shí)應嚴格控制PVC盡量小于臨界PVC，保證涂膜的完整。
顏料的主要作用就是使涂膜具有一定的遮蓋力和呈現不同的色彩，因此要使涂膜具有優(yōu)異的耐候性，顏料就需具有較好的遮蓋力和著(zhù)色力，較高的分散度，鮮明的顏色以及對光的穩定性等。耐候性?xún)?yōu)異的白色顏料不僅自身的顏色始終如一，而且能吸收大量紫外線(xiàn)，減輕紫外線(xiàn)對基料或其他彩色顏料的破壞作用，即提高涂膜的耐候保色性。白色顏料中應用廣、效果好的是金紅石型鈦白粉。彩色顏料中無(wú)機和有機顏料均在使用，但從涂膜的耐候性能考慮，一般使用無(wú)機顏料比較適合。無(wú)機顏料的耐光性和耐候性一般優(yōu)于有機顏料，目前在外墻涂料中主要采用耐候性?xún)?yōu)異的鐵系顏料。
另外，在高性能涂料中應盡量避免使用易粉化的填料，而使用具有較好耐候性及酸堿穩定性的填料。應用效果較好的有沉淀硫酸鋇、石英粉、云母粉和硅灰石粉等。
2．2耐污染性
我國工業(yè)煙氣、粉塵和汽車(chē)尾氣排放超標嚴重，空氣中的粉塵含量高，而且人均綠地面積較少。因此，高耐污染性的外墻涂料對適應這種特殊的環(huán)境狀況具有極其重要的現實(shí)意義。
高耐污染性是外墻涂料十分重要的性能指標。外墻涂料發(fā)展緩慢，一個(gè)重要的原因就是涂層的耐污染性不理想，裝飾效果短暫。因此，高性能外墻涂料需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題就是設法提高涂層的抗沾污性，使涂層對污染介質(zhì)有抵御能力。涂料抗沾污性能不良的原因主要有：①涂料配制過(guò)程中一般都要使用乳化劑和各種助劑，隨著(zhù)時(shí)間的推移，涂層中的這些低分子物質(zhì)要揮發(fā)，這樣一來(lái)涂層中留有大量的孔隙。就微觀(guān)結構而言，與溶劑型涂料相比較，乳膠涂料涂層含有大量的微孔，且表面比較粗糙，呈現出凹凸不平。大氣中的塵埃在重力的作用下容易沉積其中，對涂層色彩形成不同程度的遮蓋。下雨時(shí)，塵埃隨同雨水在毛細作用下侵入涂層，水分蒸發(fā)后，塵埃微粒繼續留存于微孔內，這將會(huì )對涂膜的裝飾效果產(chǎn)生“致命”的影響。
因此，提高涂膜的致密度、堅硬性是解決沾污性問(wèn)題的一個(gè)重要途徑。筆者曾研制過(guò)的一種硅溶膠一丙烯酸酯乳液有機一無(wú)機復合涂料，經(jīng)抗沾污測定，其反射率下降僅在5％左右，主要是由于硅溶膠膠體顆粒比較細微，粒徑一般在5～40nm，成膜之后的結構非常致密堅硬，間隙極小，塵埃粒子不易侵入其間。在涂料中添加納米級SiO可以提高涂膜的硬度，從而大幅度提高抗沾污能力。②基料中的有機高分子鏈的結構決定了高分子乳液涂膜容易產(chǎn)生靜電積累，從而產(chǎn)生靜電吸附，塵埃微粒容易吸附于涂層的表面，影響涂料的裝飾效果，在乳液高分子鏈中引進(jìn)一些離子型無(wú)機的價(jià)鍵(如Si—O)可以提高導電性能，避免靜電吸附對涂層的污染。③由于涂層高溫返黏、易沾塵，造成裝飾效果降低，一般硬度高的涂膜耐沾污性好，這就需要所用乳液的玻璃化轉變溫度(Tg)高，但這同時(shí)對涂膜施工性不利。
3嚴格地說(shuō)，涂料只是一個(gè)半成品，它終的目的是涂裝于建筑物表面，對建筑物起裝飾和保護作用。因此，施工后干燥成膜的涂層才是成品。即涂料耐久性的發(fā)揮與其配套的施工技術(shù)有密切的關(guān)系，為了獲得滿(mǎn)意而長(cháng)期的涂飾效果，就必須對涂料的施工工程質(zhì)量進(jìn)行嚴格地控制。
1．1耐候保色性
裝飾功能是外墻涂料的重要功能之一。外墻涂料長(cháng)期暴露于戶(hù)外，受到風(fēng)吹、雨淋和日曬，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，飾面的外觀(guān)會(huì )發(fā)生粉化、變色、褪色、失光等現象。對高性能外墻涂料的耐候保色要求一般是8～10a以上，相當于國家標準中人工加速老化1000h以上，其變色不大于2級。涂膜的粉化、褪色和變色與涂料的基料和顏料有著(zhù)密切的聯(lián)系。
(1)基料與耐候保色性
基料對涂料的性能起著(zhù)決定性的作用。外墻飾面受紫外線(xiàn)、日曬及雨水的作用會(huì )逐級劣化，其中紫外線(xiàn)的影響大。它能使基料聚合物發(fā)生化學(xué)反應而變質(zhì)。如果乳液聚合物含有聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯和聚丁二烯等，受到紫外線(xiàn)照射，很容易發(fā)生主鏈斷裂、分子間交聯(lián)或降解反應。
這樣基料中聚合物因交聯(lián)或降解會(huì )引起涂膜物性的變化：分子間交聯(lián)會(huì )使延伸性降低，而主鏈斷裂會(huì )降低涂膜的強度，終導致外墻涂料的泛黃或粉化。所以在配制高性能外墻涂料時(shí)應注意基料的優(yōu)選，選擇耐候性?xún)?yōu)異的乳液作為基料。硅改性丙烯酸乳液和水乳型聚氨酯是目前發(fā)展快、具開(kāi)發(fā)前景的涂料基料品種。這些基料聚合物分子間較高的化學(xué)鍵能和特殊的分子結構決定了它們具有優(yōu)異的抗老化性能，其人工加速老化均超過(guò)1500h，有的甚至達到3000h，完全能夠滿(mǎn)足高性能外墻涂料對基料耐候性的要求。當然乳液的耐候性不僅跟品種有關(guān)，而且還跟乳液中乳液顆粒的尺寸和乳化體系緊密相關(guān)。乳液顆粒越細，所形成的涂膜越完善，其耐候性相應地也較優(yōu)良。此外，還在乳液中加入一定量的紫外線(xiàn)吸收劑，可以減少紫外線(xiàn)對涂膜的損傷。
(2)顏料和耐候保色性
涂料的涂膜主要由基料聚合物和顏(填)料構成。因此2種主要組分的種類(lèi)和比率決定著(zhù)涂膜的結構和物性。在涂料配方中，若顏料體積濃度(PVC)低于臨界PVC，顏料粒子分散在基料聚合物連續相中，形成“?！獚u”結構；但如果PVC超過(guò)臨界PVC時(shí)，基料聚合物就不能將顏料粒子間的空隙完全充滿(mǎn)，顏料粒子松散堆積，其間出現空隙，涂膜的耐洗刷性、耐污染、耐候性急劇下降。同類(lèi)乳液品種，PVC越低，光澤越高，耐候性、保色性越差。所以，在配制高性能外墻涂料時(shí)應嚴格控制PVC盡量小于臨界PVC，保證涂膜的完整。
顏料的主要作用就是使涂膜具有一定的遮蓋力和呈現不同的色彩，因此要使涂膜具有優(yōu)異的耐候性，顏料就需具有較好的遮蓋力和著(zhù)色力，較高的分散度，鮮明的顏色以及對光的穩定性等。耐候性?xún)?yōu)異的白色顏料不僅自身的顏色始終如一，而且能吸收大量紫外線(xiàn)，減輕紫外線(xiàn)對基料或其他彩色顏料的破壞作用，即提高涂膜的耐候保色性。白色顏料中應用廣、效果好的是金紅石型鈦白粉。彩色顏料中無(wú)機和有機顏料均在使用，但從涂膜的耐候性能考慮，一般使用無(wú)機顏料比較適合。無(wú)機顏料的耐光性和耐候性一般優(yōu)于有機顏料，目前在外墻涂料中主要采用耐候性?xún)?yōu)異的鐵系顏料。
另外，在高性能涂料中應盡量避免使用易粉化的填料，而使用具有較好耐候性及酸堿穩定性的填料。應用效果較好的有沉淀硫酸鋇、石英粉、云母粉和硅灰石粉等。
2．2耐污染性
我國工業(yè)煙氣、粉塵和汽車(chē)尾氣排放超標嚴重，空氣中的粉塵含量高，而且人均綠地面積較少。因此，高耐污染性的外墻涂料對適應這種特殊的環(huán)境狀況具有極其重要的現實(shí)意義。
高耐污染性是外墻涂料十分重要的性能指標。外墻涂料發(fā)展緩慢，一個(gè)重要的原因就是涂層的耐污染性不理想，裝飾效果短暫。因此，高性能外墻涂料需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題就是設法提高涂層的抗沾污性，使涂層對污染介質(zhì)有抵御能力。涂料抗沾污性能不良的原因主要有：①涂料配制過(guò)程中一般都要使用乳化劑和各種助劑，隨著(zhù)時(shí)間的推移，涂層中的這些低分子物質(zhì)要揮發(fā)，這樣一來(lái)涂層中留有大量的孔隙。就微觀(guān)結構而言，與溶劑型涂料相比較，乳膠涂料涂層含有大量的微孔，且表面比較粗糙，呈現出凹凸不平。大氣中的塵埃在重力的作用下容易沉積其中，對涂層色彩形成不同程度的遮蓋。下雨時(shí)，塵埃隨同雨水在毛細作用下侵入涂層，水分蒸發(fā)后，塵埃微粒繼續留存于微孔內，這將會(huì )對涂膜的裝飾效果產(chǎn)生“致命”的影響。
因此，提高涂膜的致密度、堅硬性是解決沾污性問(wèn)題的一個(gè)重要途徑。筆者曾研制過(guò)的一種硅溶膠一丙烯酸酯乳液有機一無(wú)機復合涂料，經(jīng)抗沾污測定，其反射率下降僅在5％左右，主要是由于硅溶膠膠體顆粒比較細微，粒徑一般在5～40nm，成膜之后的結構非常致密堅硬，間隙極小，塵埃粒子不易侵入其間。在涂料中添加納米級SiO可以提高涂膜的硬度，從而大幅度提高抗沾污能力。②基料中的有機高分子鏈的結構決定了高分子乳液涂膜容易產(chǎn)生靜電積累，從而產(chǎn)生靜電吸附，塵埃微粒容易吸附于涂層的表面，影響涂料的裝飾效果，在乳液高分子鏈中引進(jìn)一些離子型無(wú)機的價(jià)鍵(如Si—O)可以提高導電性能，避免靜電吸附對涂層的污染。③由于涂層高溫返黏、易沾塵，造成裝飾效果降低，一般硬度高的涂膜耐沾污性好，這就需要所用乳液的玻璃化轉變溫度(Tg)高，但這同時(shí)對涂膜施工性不利。
3嚴格地說(shuō)，涂料只是一個(gè)半成品，它終的目的是涂裝于建筑物表面，對建筑物起裝飾和保護作用。因此，施工后干燥成膜的涂層才是成品。即涂料耐久性的發(fā)揮與其配套的施工技術(shù)有密切的關(guān)系，為了獲得滿(mǎn)意而長(cháng)期的涂飾效果，就必須對涂料的施工工程質(zhì)量進(jìn)行嚴格地控制。
通常由于外墻涂料施工方法不當引起的涂裝缺陷主要有掉粉、起皮、泛堿、脫落等。為了避免這些質(zhì)量缺陷的出現，應嚴格按照涂料施工工程規范進(jìn)行施工。對于水泥基層來(lái)說(shuō)應特別注意控制水分和堿度。按規定施涂乳液型涂料的基層含水率不得大于10％；混凝土基層材料養護齡期應在28d以上，水泥砂漿抹灰應在14d以上，基層的pH控制在l0以下；施工前應清除表面的浮塵、油污等，保持基層表面良好的清潔度；在涂裝多孔性底材前應涂刷一層乳膠型或溶液型封閉底漆，避免底材對涂料的吸入不均，造成發(fā)花。
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