抗污乳胶漆的研制

邹侯招(嘉美仿瓷新型建筑材料厂, 广东海丰516466)
徐　峰(安徽省建筑科学研究院, 230001)

1 　引言
随着建筑涂料日臻发展与进步, 我国内墙建筑涂料的生产与技术已逐步成熟, 尤其是丙烯酸类乳胶漆, 除其它性能外, 还具有很好的耐水性和耐洗刷性。但是, 这类涂料及其它内墙涂料都存在着耐沾污性能差的问题。例如, 目前仍还有一定市场份额的聚乙烯醇水溶性内墙涂料(包括仿瓷涂料) ,在加入活性填料后, 虽能提高涂膜的耐洗刷性能,但沾附于涂膜上的污迹并不能洗刷掉。尤其是墨水、茶水等高强污渍, 只要一沾上涂膜, 瞬间即被涂膜吸附甚至渗入涂层, 除非连涂膜一起洗刷去掉, 否则要除去污迹是不可能的。对于平光、亚光的内墙乳胶漆来说, 沾在涂膜上的污渍也是很难清洗干净的, 失去了耐洗刷性的实际意义, 更影响其涂装后的装饰效果。
针对内墙建筑涂料存在的缺陷, 如何提高涂膜致密性及体质颜料的抗渗水性, 本文介绍采用丙烯酸共聚乳液、Texanol 酯醇及钛白粉等优质原、辅材料, 及先进技术, 制备成抗污乳胶漆。该产品除具有高品质乳胶漆开罐效果及耐洗刷性能等外, 更具有超强抗污、容易清洗墙面污渍甚至墨水的特殊性能, 成功解决了水性内墙涂料、尤其是平光、亚光型乳胶漆墙面抗污的难题, 成为内墙涂料的又一创新与发展。

2 　抗污乳胶漆的研制机理
乳胶漆是由乳液、颜填料、助剂和水组成。随着水分蒸发、干燥聚结成膜后, 由于涂料的颜、填料—基料粒径比太高, 涂膜的结构不密实, 故存在大量的微细孔隙。由于涂膜是亲水性的, 而且目前乳胶漆应用中的填料都不同程度存在着吸湿性强、耐水性能差的缺陷。这样, 在污渍沾附进涂膜表面后, 就会因为毛细力的作用而以空气中的水蒸汽为介质被吸附涂膜中, 而墨水等对涂膜的沾染则使得上述现象更为显而易见。因此, 要解决涂膜耐沾污性差的问题, 必须解决涂膜憎水性和致密性以及提高填料的抗渗水性能等问题。

国外对类似技术的研究是从仿生学开始的, 从荷花叶子的拒水保洁功能得到启示, 并用之于耐沾污建筑涂料的研究。很久以来, 优化的自洁功能就已存在于自然界中。这就是植物叶子表面具有很好的憎水性, 且实际上是不能湿润的。之所以有这样的性能, 是因为叶子表面存在着一定直径的微憎水结晶物。根据这一原理, 选用玻璃化温度较高的苯丙乳液为主要成膜物质, 并与非离子型的J ZM21耐沾污剂(自制) 乳化而形成坚密的憎水层面, 同时, 选用超细及渗水性较好的填料, 使涂膜结构更加紧密, 形成用水擦洗而不吸水的物理性能, 提高了涂料的抗沾污及耐水性能, 一般墨水或污渍沾在涂膜上, 只要用布(或湿布) 轻轻抹洗, 就可去污而不掉粉, 保持洁净如初的漆面。

3 　抗污乳胶漆生产技术
311 　原材料
31111 　基料。选用玻璃化温度较高的苯丙乳液作为基料, 能够为抗污乳胶漆提供良好的涂装性、成膜性以及涂膜所需要的各种物理性能。

31112 　颜料。使用锐钛型钛白粉和立德粉, 还有一定比例的填料如滑石粉、硅灰石粉等。这些填料的微粒表面光滑、吸湿(油) 量小。在填料中, 还选择了粒径在1μm 以下的超微细SPT 改性重钙浆料, 以改进流平性、提高抗污性能。

31113 　助剂。所用助剂为成膜助剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、防霉剂和J ZM21 耐沾污剂等。
(1) 成膜助剂。成膜助剂也称成膜助溶剂、聚结助剂等, 其作用是对乳液中的聚合物微细粒子能够产生溶胀作用, 而在温度低时也呈柔软状态, 使乳液在较广泛的温度范围内聚结成膜。该涂料使用的是美国伊士曼( Eastman) 公司生产的Texanol酯醇, 其化学成分为2 , 2 , 4 —二甲基—3 —戊二醇单异丁酸醇。
(2) 分散剂。选用六偏磷酸钠和阴离子型分散剂, 将二者复合使用。因为少量的六偏磷酸钠能对无机颜(填) 料产生明显的湿润分散作用。阴离子分散剂则能够进一步在填料的微细颗粒表面形成电性吸附层, 以防止乳液中的表面活性剂分子为填料微细颗粒吸附而破坏, 并使涂料在贮存过程中处于良好的分散稳定状态。
(3) 增稠剂。由于涂料中的液相与填料密度相差甚大, 易产生分层或沉淀, 影响了涂料的贮存稳定性及施工性能。因此, 选用羟乙基纤维素和碱活化增稠剂对乳胶漆进行增稠。羟乙基纤维素能延缓涂膜的干燥时间, 消除涂刷接头的痕迹。触变型增稠剂则使得乳胶漆具有良好的触变性能, 避免乳胶漆在储存过程中出现沉淀或者分层。
(4) J ZM21 耐沾污剂。它是赋于乳胶漆有良好耐沾污性能的功能型助剂。从化学原理上说, 该耐沾污剂具有非常低的表面能, 掺之于乳胶漆中能够显著降低涂膜的表面张力, 赋于涂膜一定的斥水性, 同时使涂膜表面更为致密。这样当污染物沾附于涂膜上时, 涂膜起到斥水作用, 防止污染物的沾染及其随着水分向涂膜中的渗吸。因而涂膜具有所述的耐沾污性。其缺点是用量大时对涂膜的理化性能产生一定的破坏作用, 也会增大涂料的成本, 所以必须限制用量。
(5) 其它助剂。与生产其它涂料一样, 抗污乳胶漆还需加入防霉剂、消泡剂、缓冲剂等助剂。这些助剂根据来源情况和配套性酌情选用, 此不赘述。