弹性乳胶漆耐沾污性能影响因素的研究
2021-07-06 09:44 浏览:235
0 前言
由于水泥基材的固有特性(属于脆性材料,较低的抗拉强度),当环境温度、干湿度等因素变化时,常常会产生裂缝,普通的外墙涂料装饰也会受基材影响开裂。随着时间的延长,裂缝会进一步加大、加深,对建筑物产生不利影响甚至危害。弹性乳胶漆就能在一定程度上解决以上问题,由于弹性外墙涂料涂膜具有很高的弹性,因此当墙体开裂出现裂缝时,涂膜受到拉伸变形而不会开裂被破坏,仍然完整的涂膜保持原有的各种阻隔作用,防止开裂的墙体处直接暴露于大气之中。而弹性涂膜具有对某些物质(水及其他液体等)的阻隔性,可以防止一些腐蚀性物质向墙体内部侵入,从而有效地保护了墙体免受危害,充分发挥其保护功能,因此弹性涂料越来越受到市场的欢迎。但是,弹性乳胶漆的主要组成之一是弹性乳液,弹性乳液的玻璃化温度一般低于0 ℃,这使得弹性乳胶漆涂膜柔软有弹性,但在夏季炎热的天气条件下,涂膜表面容易发黏,致使空气中的粉尘很容易黏附在涂膜表面,耐沾污性能大大下降,装饰效果变差。耐沾污差是弹性乳胶漆的通病,如何提高弹性乳胶漆的耐沾污性问题,已经成为弹性乳胶漆研发者面临的难题之一。本实验通过改变弹性乳液的不同性质来探讨其对耐沾污的影响。检测方法参照GB/T9780—2013。
1 实验部分
1.1 实验原料及仪器
实验所用原料及仪器列于表1和表2。
1.2 涂料参考配方
实验选用目前本实验室常用的一种弹性涂料配方作为参考配方,如表3所示,讨论配方中使用不同润湿剂与分散剂对弹性乳胶漆耐沾污性能的影响。
1.3 不同弹性乳液的制备
1.3.1 乳液参考配方
表4为本实验乳液聚合的参考配方。
1.3.2 乳液聚合工艺
本实验乳液聚合工艺采用半连续预乳化单体滴加法,引发体系为氧化还原体系,氧化剂和还原剂分别为过硫酸铵和亚硫酸氢钠。乳液聚合工艺:首先制备预乳化液,取一定量的蒸馏水将部分乳化剂溶于一个洁净烧杯中,然后边搅拌边依次缓慢加入单体,剧烈搅拌,让其形成稳定的乳浊液待用;然后将部分乳化剂加入到装有温度计、冷凝管、搅拌机的四口烧瓶中,加入去离子水搅拌使其完全溶解,加热升温;当温度到达65 ℃时,将一定量先前准备好的预乳化液加入到反应烧瓶中,加入初始引发剂,65~70 ℃保温10 min,然后在65~70 ℃将剩下的预乳化液匀速滴加到反应烧瓶中,同时滴加引发剂,滴加2.5 h,65~70℃保温1.0 h,降温至60~65 ℃滴加后处理剂,滴加60min,保温30 min,后降温至45 ℃以下调和出料。
1.3.3 弹性乳液制备
(1)不同Tg弹性乳液的制备:以主单体苯乙烯(Tg=100 ℃)、丙烯酸丁酯(Tg=-55 ℃)和功能单体甲基丙烯酸(Tg=130 ℃)制备乳液。通过苯乙烯与丙烯酸丁酯不同的配比来设计不同Tg的乳液。本实验设计了乳液Tg分别为-30.0 ℃(乳液1-1)、-27 ℃(乳液1-2)、-24℃(乳液1-3)、-21 ℃(乳液1-4)的弹性乳液,所用单体配比如表5。
(2)不同光引发剂用量的弹性乳液的制备:实验选用的光引发剂1-羟基-环己基-苯基甲酮是国内常用的光引发剂之一,其具有很高的光引发活性、优良的热稳定性及不产生黄变性等特点。本实验在乳液1-1(Tg=30 ℃)的基础上分别添加了占单体总质量为0.5%(乳液2-1)、1%(乳液2-2)、1.5%(乳液2-3)的光引发剂,单体配比如表6。
(3)不同交联单体用量的弹性乳液的制备:实验选用的交联单体为硅偶联剂A-171。A-171是一种常见的交联单体被广泛运用于乳液聚合中,其具有耐候性、耐灰尘性等特点。本实验在乳液2-2的基础上分别添加了占单体总质量为0.2%(乳液3-1)、0.4%(乳液3-2)、0.6%(乳液3-3)的交联单体,单体配比如表7。
1.4 检测方法
将上述所制备的乳液按照表5中的涂料配方分别配制成弹性乳胶漆样备用。
实验检测方法参照GB/T 9780—2013,在涂有透明底漆的石棉板(150 mm×70 mm×4 mm)上先用120μm、再用80 μm的线棒涂布器涂布漆样,两道涂布间隔时间为2 h,每个样品制备2块样板。养护7 d后,1块样板在UV灯下照4 h,1块不照,然后在样板的上中下取5个点测试初始反射率,取平均值,然后将配好的煤灰[m(煤灰)∶m(水)=1∶1]均匀地涂在样板上(0.7±0.1)g,60 ℃烘箱0.5 h后常温放置2 h,然后于冲水装置冲洗涂层,将冲洗了的样板室温放置2 d,此为一个循环,整个循环约为24 h,如此重复两个循环。后测试循环完样板的反射率,此为终放射率,算出前后反射率的变化(%),反射率变化值(%)=(初始反射率-终反射率)/初始反射率。
2 结果与讨论