浅谈对外墙乳胶色漆耐候性的影响因素

   日期:2022-04-21     浏览:144    
核心提示:引言耐候性是外墙乳胶色漆重要的性能之一,但由于检测周期长、测试仪器昂贵,且到目前为止还没有很好的检测方法,因此它是涂料
引言
耐候性是外墙乳胶色漆重要的性能之一,但由于检测周期长、测试仪器昂贵,且到目前为止还没有很好的检测方法,因此它是涂料生产厂家难把握、易出现质量问题的技术指标。外墙乳胶色漆的涂膜由于长期曝露在自然环境中,经受风吹、日晒、雨淋,久而久之,漆膜老化,外观会发生变化,常见的便是涂膜的粉化和褪色,因此国家标准中外墙乳胶色漆的耐候性是根据粉化和褪色的等级来评定的,如何提高乳胶色漆的耐候性成为生产的关键问题。

1影响乳胶色漆耐候性的因素
1.1基础漆的组成
根据色漆颜色的深浅不同,人们通常可选用不同品种和不同含量的白色颜料作为基础漆。而不同的基础漆是由不同种类的乳液、白色颜料以及涂料的颜料体积浓度等组成。
1.1.1乳液的选择
通常外墙乳胶色漆应选用耐候性较好的苯丙、纯丙、硅丙乳液,而不可选用耐候性较差的醋酸乙烯、醋丙、苯乙烯一丁二烯共聚物等乳液。关于不同乳液对涂料耐候性及耐沾污性的影响见表1和表2。

1.1.2 白色颜料的选择
基础漆中的白色颜料对乳胶色漆的耐候性也会产生很大的影响。白色颜料的耐候性好,不仅自身不发生颜色变化,而且可吸收大量的紫外线,减少紫外线对基料的辐射密度,即降低了乳胶色漆的粉化速度和褪色速度,提高了耐候性。金红石型钛白粉和氧化锌能吸收紫外线,有很好的耐候性,是外墙基础漆的主要白色颜料;锐钛型钛白粉吸收紫外线的能力差,耐候性差,不能用于外墙基础漆;立德粉经曝晒自身易变色,且吸收紫外线的能力差,易粉化,更不能用于外墙基础漆。现做外墙深色时很多厂家都是将钛白粉含量降得很低,这对乳胶色漆的耐候性也有很大影响。实验认为,做深色外墙时,钛自粉含量在4%~5%之间调深色效果佳,既可达到乳胶色漆应有的遮盖力,同时也使色浆用量小且分散效果好。
颜料体积浓度是涂膜中颜料的体积在涂膜总体积中所占的百分比,以PVC来表示。涂料的耐候性与PVC的关系如图1所示。


图1 乳胶色漆的光泽、耐候性和干遮盖力与PVC的关系
在老化过程中,涂膜表面的PVC可认为一直在发生变化,随着涂膜的老化,基料降解破坏,涂膜的空隙率增大,PVC在不断升高,在接近CPVC时涂膜的空隙率会快速增大。粉化可以讥为是涂膜的PVC超过CPVC后达到高的一种状态,即涂膜表面几乎没有基料来黏结覆盖颜料。所以涂料的PVC接近CPVC时,涂膜的空隙率会随着老化迅速增大,涂膜出现粉化,耐候性急剧降低。因此外墙乳胶色漆的PVC不可超过CPVC。
涂料的PVC对涂膜颜色变化的影响规律也相似,即PVC越大,涂膜褪色越快。因为涂膜随老化的进行,基料降解,空隙率增大,干遮盖力也随之增大,在某种程度上相当于“钛白”的含量增大,即使彩色颜料没发生变化,也会被“冲淡”而表现为褪色。在接近CPVC时,干遮盖力会迅速增大,涂膜褪色的速度也会加剧。这种干遮盖力的增大对于乳胶白漆颜色变化的影响很小,但对乳胶色漆的影响则是巨大的。
1.1.3填料的选择
乳胶色漆内的填料不仅可降低配方成本,而且可提供各种性能,如流变性能、机械性能、干遮盖力等,因此,应选择吸油量较小的硅灰石(CaSiO3)、白云石(CaCO3/MgCO3)、硫酸钡(重晶石)等填料,而不可过多地选用吸油量较大的黏土、超细硅酸铝、云母粉等填料,否则易引起涂膜耐候性的降低。
1.1.4填料的细度
乳胶色漆填料好采用不同大小的颜料颗粒精细搭配使用。外墙乳胶色漆中的填料较粗,可提高耐候性能。原因是粗颗粒填料表面积小,所需的基料少,其临界PVC较大,故即使涂料采用高的PVC体系,也不会超过CPVC,涂膜仍有很好的耐候性。若涂料的细度过小,会加快涂膜的粉化和变色,使耐候性降低。
1.2水性色浆的耐候性
水性色浆的耐候性主要由其使用的颜料本身的耐候性所决定。颜料的耐候性能又主要取决于它的化学结构和颜料粒子的粒径大小。
1.2.1颜料的化学结构
无机颜料中,氧化铁系颜料色谱较齐全,有铁红、铁黄、铁棕等各种色相,价格便宜,耐候性好,是外墙乳胶色漆中应用多的颜料。
有机颜料的耐候性是由其分子结构决定的。耐候性优良的有机颜料在化学结构上通常有以下特点:相对分子质量较大,分子内含卤素原子、杂环、极性基团、金属原子和分子间可形成氢键等。常用的有机颜料为酞菁系列颜料,它有很好的耐光和耐候性能。炭黑结构稳定,且自身是一种很好的紫外线吸收剂,广泛用于外墙乳胶色漆的调色。
1.2.2颜料粒子的粒径大小
色浆内颜料粒子的直径变小,着色力提高,但耐光坚牢度会变差,因此,颜料的粒径不是越细越好,而应控制在某一适当的范围之内。颜料粒子的细度也会影响颜料色相,例如,铁红在0.2 btm时偏黄相,0.25 bLm时偏红相,达到0.31 btm会偏紫相。
1.3 色漆配方
乳胶色漆的耐候性不仅与单一色浆的耐候性有关,而且与色漆配方中色浆的颜色合理搭配及每种色浆合理用量有关。在设计外墙乳胶色漆的配方时,一定要根据颜色的深浅和色相的不同选择不同的色浆,在达到颜色准确性的基础上,同时满足耐候性、经济性和遮盖力等综合因素。获得外墙涂料高耐候性的方法是在颜色设计时尽可能选用中、低彩度的颜色,即采用无机颜料或无机颜料和有机颜料一起来调色,这一点无论是从颜色美学还是从经济性来考虑也都是一致的。

2 结论
基础漆的耐候性是由乳液的种类、白色颜料的种类和涂料的颜料体积浓度等因素决定的;水性色浆的耐候性是由颜料的化学结构、颜料粒子的粒径大小等因素决定的;色漆配方的合理性对色漆的耐候性产生重大影响,所以乳胶色漆的耐候性不仅与水性色浆的耐候性有关,而且与基础漆的耐候性和色漆配方的合理性有关。故选用合理色漆配方和完备的技术支持是生产乳胶色漆的佳选择,也是国内乳胶色漆走出原有单一化生产、销售模式,真正参与市场竞争的必经之路。
 









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