仿砖涂料的研究与应用
于 薇 冯 娟 张立霞 李梦龙 陈光华(吉林科龙建筑节能科技股份有限公司,吉林130022)
各种乳液对仿砖涂料性能的影响各不相同,从表 2 可以看出,乳液 A 可满足仿砖涂料各个方面的性能要求。
(2)保水性:纤维素醚能有效降低失水速度,在保水性和稠度的共同作用下, 促进浆料的粘结力和强度。 纤维素醚的用量、浓度、粘度越大保水性越高,如图 2、图 3 所示。 保水性随着聚合度的增大而增加,随着温度的上升而下降,随着填料细度的增加而增大。
(3)成膜性 : 纤维素醚水溶液成膜后 , 该膜透明,具有柔韧性及抗油脂性。
1前言
自外墙保温广泛应用以来,外墙砖在很多地区被限制使用,甚至被禁止使用。 因为在外墙外保温之上铺贴外墙砖,具有更大的脱落隐患。 与混凝土基层相比,外墙外保温基层强度低,难以承受每平方米重量高达 30kg~50kg 的外墙砖。仿砖涂料可与外墙外保温完美匹配,让用户既享墙砖之美,又得节能之利。近年来国内厂商通过技术引进仿砖涂料,并进行配方改良使之更适应于中国市场。仿砖涂料无辐射、自重轻,可通过不同的施工工艺、手法和技巧达到更多的装饰效果,因此仿砖涂料深受广大消费者的青睐。
2仿砖涂料的发展与应用
2仿砖涂料的发展与应用
砂壁状建筑涂料在我国的应用起始于 20 世纪70 年代,80 年代颁布了该类涂料的个国家标准,即 GB9153-1988《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》。21 世纪初又颁布了建工行业标准 JG/T24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》。 在近 40 年的发展过程中,该涂料的应用长盛不衰,并随着时代的进步和新材料的出现而不断发展,性能得到改善,装饰效果提高,产品品种有所增加。
随着外墙外保温技术的广泛应用,以及外墙外保温系统中使用面砖、石材等贴面块材装饰受到很大约束,砂壁状涂料更多地应用于外墙外保温系统的饰面材料。仿砖涂料虽然有诸多优势,但因其对施工工艺有较高要求,如果施工不当很容易造成工程质量问题。
3仿砖涂料的研究
3.1仿砖涂料的定义
3仿砖涂料的研究
3.1仿砖涂料的定义
仿砖涂料是以合成树脂乳液为粘结剂,水为分散介质,以石英砂为骨料,添加一些助剂及颜填料等经过一定工艺加工而成,又称肌理漆,是砂壁状涂料的一种。仿砖涂料特点:水性环保,无毒无味;色泽古典庄重,色彩柔和丰富;涂膜具有良好的透气性和柔韧性,附着力佳,抗裂性好;装饰制作随意,通过不同的施工工艺、手法和技巧,达到不同的装饰效果;质感效果逼真,纹理自然,质地清晰;可有效、长久保持墙面装饰效果。
3.2仿砖涂料中各原料的性能分析
3.2.1 彩砂级配的选择
彩砂粒度的大小主要影响仿砖涂料的粘结强度和开裂性,因此石英砂目数的选择直接影响到仿砖涂料的性能。分别使用 40~80 目砂、80~120 目的砂子配制试料,并在水泥基面上刮抹。 观察选用砂子配比,选好砂子配比后,重复一遍,以便施工。 采用 3 种不同配比的砂子进行实验,实验配比见表 1。测量 3 种浆料的开裂性、拉拔强度等性能,测试结果见表 2。
从表 2 可以看出,3 种仿砖涂料的性能相近,但1# 仿砖涂料的开裂性能要优于其它两种仿砖涂料,由此可以初步确定仿砖涂料中彩砂的级配为 40~80目砂和 80~120 目砂。
3.2.2 乳液的选择
乳液的选择会直接影响到仿砖涂料的性能,在选择上应满足以下几点要求:(1) 具有永久的柔韧性。 (2)具有较好的耐酸碱性:乳液在弱酸和弱碱的条件下均能够保持稳定性能,因此不论与弱酸或弱碱混合都不会发生破乳现象。 (3)具有良好的混容性:乳液能与大多数添加剂混合,如分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂等,而不会发生凝聚现象。 (4)具有良好的成膜性:乳液性粘合剂能在某较低的温度下形成透明的薄膜。 (5)具有良好的粘结性。按照要求选择 4 种不同类型的乳液进行实验,见表 3。
测量上述 4 种浆料的开裂性、 拉拔强度等,测试结果见表 4。
各种乳液对仿砖涂料性能的影响各不相同,从表 2 可以看出,乳液 A 可满足仿砖涂料各个方面的性能要求。
3.2.3 粉料的选择
由于仿砖涂料要考虑遮盖率及使用寿命,所以钛白粉是不可缺少的粉料。 它具优异的遮盖性,可有效遮盖住被涂物原来的基色。 另外,它作为白基色颜料参与调色,达到美观和装饰的作用。钛白粉是仿砖涂料中主要填料及颜料,但由于成本较高,生产厂家还会添加一些其它的填料,以降低钛白粉的使用量,比如滑石粉、轻钙、硅灰粉等。
3.2.4 纤维素醚的选择
纤维素具有的特性:
(1)增稠性能:浆料需要一定的稠度,在一定时间内保持良好的稠度稳定性,可改善粘结性能,提高涂料流平性、保水性和抗下垂性,还能提高涂料贮存性能。 纤维素醚以胶体和聚合物形态溶于水中,粘度水平是纤维素醚聚合度决定,由于聚合度或分子量及浓度的不同,稠度特性表现也不同,溶液的稠度会随着聚合度、浓度的增加而增加,如图 1 所示。
(3)成膜性 : 纤维素醚水溶液成膜后 , 该膜透明,具有柔韧性及抗油脂性。
(4)表面活性:纤维素醚水溶液具有保护胶体的表面活性及乳化性能(降低表面和借口的张力)。
根据仿砖涂料的性能要求,选择了几种纤维素醚进行实验,见表 5,实验结果见表 6。
测量了3 种浆料的施工性、 开裂性、 粘结强度,从实验结果不难看出,纤维素醚主要影响浆料的粘结强度,不同的纤维素醚对浆料强度的影响各不相同,其中 2 号纤维素醚配成的浆料强度可达 0.97MPa,满足标准 JC/T 24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》的要求。
3.2.5 多功能助剂的选择
(1)成膜助剂。
一般乳液会有成膜温度,当环境温度低于乳液成膜温度时乳液不易成膜,成膜助剂能改善乳液成膜机理,帮助成膜。 成膜后成膜助剂挥发,不会影响涂膜的特性。 成膜助剂可降低成膜温度,明显改善成膜性能,提高漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能,增进流平性。成膜助剂的要求: 一是必须有足够的化学稳定性,如不会在碱性配方中皂化。 二是气味要小,在室内使用的涂料都有这样的要求。 三是成膜助剂要与敏感的聚合物分散液相容, 加入后不会出现不稳定现象。 四是要有尽可能好的增塑效果,以减少其加入量。 五是在挥发性方面,成膜助剂在成膜过程中起增塑作用, 而一旦成膜完成, 成膜助剂就应立刻挥发掉。 如果成膜助剂长时间留在涂膜中, 就会导致发粘、结块和污染。 因此,理想的成膜助剂是不存在的,必须寻找一种折中方案,用多种产品结合使用。成膜助剂除有助于成膜外,还可降低涂料冻结温度,如乙二醇、丙二醇可作为涂料的防冻剂使用。除此之外, 成膜助剂对涂料湿膜性能如流平性、抗流挂性及展色性都有一定的影响。
(2)分散剂。
分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂,可均匀分散难溶解于液体的无机、有机颜料的固体颗粒,同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚, 形成安定悬浮液,能提高和改善固体或液体物料分散性能。 固体染料研磨时,加入分散剂,有助于颗粒粉碎并阻止已碎颗粒凝聚而保持分散体稳定。 不溶于水的油性液体在高剪切力搅拌下,可分散成很小的液珠,停搅拌后,在界面张力的作用下很快分层,而加入分散剂(乳化剂)后搅拌,则能形成稳定的乳浊液。 其主要作用是降低液-液和固-液间的界面张力。 因而分散剂(乳化剂)也是表面活性剂。
优良的分散剂应满足以下要求: 分散性能好,防止填料粒子间相互聚集;与树脂、填料有适当的相容性,热稳定性良好;成型加工时流动性好,不引起颜色飘移;不影响制品性能,无毒、价廉。
(3)杀菌剂。
杀菌剂可在保质期内保证浆料质量。 大多数杀菌防腐剂的杀菌机理是通过杀菌剂与微生物接触,使微生物的蛋白质变性,降低其细胞活性,促使细菌死亡。 所以要确保杀菌防腐剂有效杀菌,不仅要保证杀菌剂的添加量高于杀菌剂杀菌能力小抑菌浓度(MIC),还要确保杀菌剂在涂料中均匀分布,从而有效杀灭乳胶漆罐内各个部位的细菌。 一般情况下,杀菌防腐剂在涂料配方中不应低于 0.1%,在环境恶劣条件下,如水质或原料污染严重、环境温度炎热等情况还应适当加大。
4仿砖涂料性能特点
4.1仿砖涂料性能特点
针对上述原材料的选择与筛选,经过两年多的时间,做了大量实验,研制出一个性价比较高的配方,如表 7。
此配方具有以下特点: (1)相容性好。 由于仿砖涂料中乳液与彩砂级配较好, 易于与基面粘结,使体系中各种材料之间的相容性较好。 (2)高耐候性、高抗沾污性。涂层有极强的适应力和抵抗力,对灰尘和酸碱化合物具有较强的抵抗力。 (3)施工简单。对不同墙面有优异的结合能力, 施工简单易上手。(4)性价比高。 价格低于面砖,物美价廉。
4.2
4.2
施工工艺
4.2.1 工艺流程
墙面基层处理→刮(抹)涂柔性耐水腻子 2~3遍→滚涂抗碱封闭底漆两遍→抹(刮)黑砂一遍→弹线、 分格、 贴美纹纸→刮涂或抹性仿砖涂料一遍→清理美纹纸→喷涂水性罩光漆一遍。
4.2.2 基面处理
在基层处理之前, 墙体需要一定时间的养护,一般新水泥墙面冬天养护时间为 28d,夏天为 14d。养护到基层 pH 值小于 10、含水率小于 10%后再进行基面处理。 基层处理前应清除疏松、起皮、空鼓、粉化的基层,然后去除灰尘、油污等污染物。
4.2.3 刮(抹)涂柔性耐水腻子
4.2.3 刮(抹)涂柔性耐水腻子
用柔性耐水腻子修补墙面, 道局部找平,用腻子或填缝胶填补大的孔洞和缝隙,待腻子干燥后,局部打磨,再满批腻子使基层平整。 一次刮涂厚度不宜超过 0.5mm,分两道施工;每道间隔时间不低于 5h。 每道腻子刮涂完毕后应及时(一般 4h~6h)打磨修正。 柔性腻子总厚度控制在 1.0mm~1.5mm。仿砖涂料对底材的平整度要求较高。 柔性耐水腻子属水泥体系,同样需要养护,一般的养护时间为 14d,至 pH 值小于 10、含水率小于 10%后方可进行下一道工序。
4.2.4 涂刷抗碱(带色)封闭底漆
待腻子达到要求后, 涂刷前应将基层打磨平整,清理浮尘,毛辊应保持清洁,涂刷封闭底漆一遍,刷(抹)涂均匀,不可有漏刷现象。 封闭底漆施工时禁止兑水或稀释剂,同时确保封闭底漆不受任何污染,不带任何颜色。
4.2.5 弹线、分格、贴美纹纸
根据标准要求进行弹线、分格、贴美纹纸。
4.2.6 刮涂或抹涂仿砖涂料
待抗碱封闭底涂完全干燥后, 涂装仿砖涂料。首先将涂料刮涂到墙体的表面,底部用托盘接住掉料,然后用铁抹子沾水将涂层来回抹平,直至漆膜上颗粒分布均匀、平整为止。 待漆膜干燥后,再抹涂下一层,抹涂方法同上。
4.2.7 清理美纹纸
待上层涂料表干后,将美纹纸撕掉,清理干净。
4.2.8 喷涂罩光清漆
注意待面漆完全干透后, 方可喷涂罩光清漆,施工时注意保持粘度、气压、喷口大小一致,注意预防流挂现象。
5结语
仿砖涂料具有粘结力强、耐水、耐碱、耐老化、不易退色、造型逼真等优点,是一种高装饰性建筑涂料,能较好地与外保温系统匹配。 通过不断的努力和改进,仿砖涂料将以优异的性能、便宜的价格广泛应用于外保温体系,以独特的装饰效果更好地装饰城市、美化人们的生活环境。