摘要 HYM-21是一种天然的高分子材料,能够与苯丙或丙烯酸类乳液在常温下共聚反应,生成性能更好的合成树脂乳液,它具有显著的增粘、增稠、增强作用,可以提高涂料的粘附能力及稳定性,改善施工性能、防流挂,涂膜外观效果优良。
关键词 HYM-21 乳胶漆 乳液 内墙涂料 外墙涂料
一、概述
涂料是现代建筑装饰工程必不可少的材料之一,涂料对于建筑物的调温调湿、空气微循环与净化、居住的自然舒适度、生态环境保护、人体健康、以及建筑的使用寿命等,都有着十分密切的关系。用于建筑上的涂料,无论是内墙涂料,还是外墙涂料,必须要有良好的透气性,能够调温调湿、净化空气、保持建筑与环境的生态微循环。
从环保与健康的需要,内外墙涂料中所用原材料,要尽可能地少使用或不使用化学胶粘剂、化学助剂、化学色浆,采用性能更好、更稳定、更环保的无机胶凝材料、无机颜料或可以再生的天然树脂等。
从建筑与环境的需要,我国的建筑用涂料及建筑装饰不宜学西方的化学涂料装饰方法。装饰效果与设计上,追求淡雅清新、自然美观,力求建筑与环境和谐,城市的建筑色彩,应注重地方传统文化特色、民族特色、古典与现代结合、充分体现中华各民族的智慧与成就。
从材料、技术、工艺、应用的需要,彩色生态干粉型砂壁涂料体现的是一种涂料与艺术结合的创新理念:涂料不仅仅是装饰用,还可以表现艺术,启迪智慧,是艺术、是灵动、是具有传承价值的产品!
二、涂料技术的现状和影响
伴随着石油化学工业的发展,化学与建材的结合,化学涂料取代了传统的胶泥、麻刀灰、石灰膏、三合灰等传统装饰抹灰材料,并从溶剂型过渡到水性乳胶漆,这些化学合成乳胶材料在建筑内外墙装饰装修工程上的大量使用,由于乳胶材料膜的封闭作用,使建筑墙体丧失了的自动透气、调温、调湿、微循环、空气净化等自然功能,严重影响了室内居住环境的空气质量、居住的舒适度、安全性和健康性。
现代建筑材料与建筑物不能适应自然环境,更不能与自然环境和谐,城市生态系统脆弱、水气不平衡、空气污染增大、热岛效应,在自然灾害面前,城市“脆弱”到不堪一击。今年7月21日,北京遭遇特大暴雨,共造成77人死亡、直接经济损失160多亿元,不仅北京,全国今年就有数十个城市遭遇水灾,数千万人受影响、造成了无法估量的经济损失。引起国内外广泛关注,政府与专家学者在研究评估后,得出的结论是城市规划设计不合理,城市排水系统有很大问题和城市“不吸水”、“水气失调” 、“水气循环障碍”等原理造成。太多的新型建材(砌筑、围护、保温、防水、装饰等),不能与建筑同寿命,现在的高楼大厦。还没有老祖宗的土坯房使用寿命长,涂料就更不用说了(生产涂料的厂家,去看看北京故宫就明白了)。
盲目性大规模城市建设,破坏了城市生态系统,城市减灾问题,首先要做到的是一切都要严格遵循客观自然规律,顺应自然,回归自然,按照生态理念,水气质量、水气循环、水气平衡是城市规划、设计、建设首要考虑问题。现代城市及建筑不吸水,而且非常怕水,严重缺水。主要原因是建筑及市政道路采用大量的化学合成材料,这些材料不吸水、吸湿、不能调湿、不能呼吸透气,造成水气循环障碍,材料中的化学有害成分会污染水源、土壤和空气,材料性能及使用寿命很差,有的只有几个月,几年,还不如粘土耐用(参考文献《现代建材城市建设与健康和生态环境保护》、《生态建材的研究与发展》、www.zglsjc.cn中国绿色建材网,作者:周广德)。等
三、乳胶涂料的缺陷
乳胶漆是以化学合成树脂乳液、助剂、填料、颜料,采用高速分散、砂磨等工艺等制成,以乳液为主要成膜物,但乳胶的分子结构不很稳定:成膜困难时,需要加入0.4-0.7%的成膜助剂;生产时,要加入分散剂、消泡剂;涂料粘度不稳定时,需要加入增稠剂、防沉剂;遮盖效果不好时,需要加入钛白粉;保质期短,需要加入杀菌剂、防霉剂;施工性不好,还要加入触变剂、流平剂、润湿剂,此外,还有抗结皮剂、增光剂、消光剂、增硬剂、疏水剂、憎水剂、催干剂、滑爽剂、乳化剂、防粘连剂、防缩孔剂、防发花剂、防浮色剂、防胶凝剂、黏度稳定剂、抗氧化剂、除味剂、锤纹剂、导电剂、防静电剂、增白剂等数百种助剂。用这么多的化学品制成的乳胶漆,却难以使涂料的性能和使用寿命达到理想状态。
乳胶漆涂料的性能主要取决于乳胶膜的性能,即成膜不好、膜品质差,涂层就不能保持稳定,加入的助剂、颜、填料等,主要起辅助成膜作用,以及改善施工性、遮盖性能等。涂料中所使用的化学乳液成膜物,其分子结构不稳定,技术性能表现不佳,成膜困难,需要在大量助剂的作用下才能成膜,但成膜后仍难以保持稳定。当我国严寒地区气温达到-30℃以下,在四川等酸雨较重、或在西藏等紫外线强烈地区,涂料表现出的老化、耐候性等缺陷尤其明显。
四、HYM-21功能树脂的技术性能
1.安全健康环保指标
测试项目 | 标准值(一等品) | 实测值 |
游离甲醛(mg/kg) | ≤100 | 未检出 |
挥发性有机化合物(VOC)(mg/kg) | ≤15 | 未检出 |
苯、甲苯、乙苯、二甲苯总和(mg/kg) | ≤300 | 未检出 |
有害重金属(铅、镉、铬、汞等)总和(mg/kg) | ≤285 | 未检出 |
放射性(GB6566-2001标准)中A类技术指标 | 未检出 | |
抗菌细菌、霉菌性能(HG/T3950——2007标准) | 0级 |
2.防火性能
测试项目 | 测试结果 |
燃烧性能级别(GB8624-2006) | B1或B2级 |
燃烧毒理性 | 无滴落物、不产生浮尘和剧毒浓烟 |
3.技术指标
测试项目 | 标准值(一等品) | 测试结果 |
产品外观 | 白色粉末状 | |
粘度(23±2℃),pa.s℃ | ≥1.00 | 1.3 |
180°剥离强度 N/25mm | ≥10 | ≥18 |
粘结强度MPa | ≥0.5 | ≥1.1 |
温稳定性(0℃ 24h) | 呈流动状态 | |
贮存稳定性 ,(年/常温状态密封 ) | 1-3 |
五、HYM-21功能树脂在乳胶漆涂料中的作用机理
由北京环益美高分子聚合物研究所研制生产的HYM-21生态功能型树脂,这是一种以天然高分子材料为主,经过洗涤,在一定温度条件下接枝共聚,再经济干燥、粉末化的一种多功能树脂型可分散胶粉,该胶粉能在0℃-40℃温度环境中成膜,其膜为网状结构,离子型、带正电荷,性能十分稳定。
HYM-21生态功能型树脂比化学乳液的分子稍大,能够与化学乳液中的极性基团在常温条件下发生胶联共聚反应,生成一种性能更好的合成树脂乳乳液。HYM-21生态功能型树脂本身的粘结强度要高于化学乳液,主要作用是增粘、增稠、增强,该产品与化学乳液共聚成膜后,形成的涂膜接触角更大,粘附力更强,流平性和防流挂性更好,涂膜的遮盖力强,施工操作性有明显改善,涂层强度与质量稳定性也有所提高。
HYM-21生态功能型树脂与化学乳液产生胶联共聚反应后,其成膜物的物理、化学性能更强,可以显著提高涂料成膜能力、膜的结构力学、膜的结构稳定性。可以很切实、形象比喻一下:没有用HYM-21生态功能型树脂的涂料成膜物如同“无纺布”,使用HYM-21生态功能型树脂的涂料成膜物如同“有纺布”。
HYM-21生态功能型树脂是一种低碳、环保、原生态胶凝材料(相关参考文献《生态多功能树脂型可分散系列胶粉的性能及应用范围》www·zgjf·cn中国胶粉与腻子网,作者:北京环益美高分子聚合物研究所总工程师周广德)。
HYM-21生态功能型树脂具有国际领先水平,产品不仅在国内市场受到欢迎,还远销海外市场。
六、HYM-21功能树脂在乳胶漆涂料应用范围
按HYM-21功能树脂:洁净常温水=1:9的比例,开启搅拌分散机,将HYM-21功能树脂缓慢加入到水中搅拌,边加边搅拌,直至HYM-21功能树脂全部溶解成乳状液,静停待用。
1.内墙乳胶涂料
可以用40%—50%等量的HYM-21功能树脂的水溶液替代等量50%的苯丙乳液,生产内墙乳胶漆涂料。内墙乳胶漆参考配方(略,可另作咨询)。
2.内墙乳胶涂料
可以用30%-40%等量的HYM-21功能树脂的水溶液替代50%等量的丙烯酸乳液,生产外墙乳胶漆涂料。外墙乳胶漆参考配方(略,可另作咨询)。
3.真石漆
可以用30%-40%等量的HYM-21功能树脂的水溶液替代50%的丙烯酸弹性乳液,生产真石漆涂料,可以显著提高真石漆粘稠度、粘附力、涂膜强度,减少飞砂现象。真石漆涂料参考配方(略,可另作咨询)。
4.水包水仿理石漆涂料和水包水、水包油多彩涂料
可以用30%-40%等量的HYM-21功能树脂的水溶液替代50%等量的丙烯酸弹性乳液,生产水包水仿理石漆涂料和水包水、水包油多彩涂料(略,可另作咨询)。
5.JS防水涂料
可以用30%-40%等量的HYM-21功能树脂的水溶液替代50%等量的丙烯酸弹性乳液,生产双组分JS防水涂料。JS防水涂料参考配方(略,可另作咨询)。
6.弹性拉毛涂料
可以用30%-40%等量的HYM-21功能树脂的水溶液替代50%等量的丙烯酸弹性乳液,生产弹性拉毛涂料。JS弹性拉毛涂料参考配方(略,可另作咨询)。
7.干粉类无机涂料
HYM-21功能树脂能与一些化学有机材料起胶联共聚反应外,还可以与矿物材料中的硅、铝、镁、钙等产生无机凝胶反应,生成新的、性能更好的无机胶凝材料。
HYM-21功能树脂,可以作为任何可以喷、滚、刷、抹、弹的薄层与厚浆涂料的主要胶凝材料或辅助胶凝材料,如硅藻泥壁材、粘土与矿物涂料、无机干粉涂料、砂壁状涂料等。干料类涂料参考配方(略,可另作咨询)。
七、 配方实例
(一) 高档内墙乳胶漆
原材料名称、配方比例、成本核算如下(成本约3600元/吨):总量:1000公斤
原材料名称 重量比 价 格
1、水 290公斤
2、内墙锐钛白粉 100公斤X16.00 1600.00元
3、羟 乙 基 纤 维 素 3公斤X43.00 130.00元
4、分 散 剂 7公斤X9.00 63.00元
5、消 泡 剂 1.5公斤X30.00 45.00元
6、润湿剂:(用少许丙二醇稀释后加入) 2公斤X18.00 36.00元
注:按顺序将物料全部投入后,1250转/分钟,高速分散10-20分钟,至搅匀为止.
7、3000纳米钙 475公斤X1.10 523.00元
8、丙 二 醇 12公斤X12.00 144.00元
9、成 膜 助 剂 5公斤X18.00 90.00元
注:按顺序将物料全部投入后,1250转/分钟,高速分散30-40分钟,至搅匀为止
10、消 泡 剂 1.5公斤X30.00 45.00元
11、内墙苯丙乳液 100公斤X8.50 850.00元
12、HYM-21 胶粉(水72公斤溶解) 8公斤X8.50 68.00元
13、杀菌剂 1.5公斤X20.00 20.00元
注:按顺序将物料全部投入,边加边搅,此为调漆阶段转速为800转/分钟以下,同时调整稀稠度。
(二)普通内墙乳胶漆
原材料名称、配方比例、成本核算如下(成本约2100元/吨):总量:1000公斤
原材料名称 重量比 价 格
1、水 400公斤
2、羟 乙 基 纤 维 素 3公斤X46.00 138.00元
3、-95PH值调整剂 0.5公斤X40.00 20.00元
4、水性分散剂 5公斤X15.00 65 .00元
5、水性杀菌剂 1.5公斤X20.00 30.00元
6、水性消泡剂 1公斤X20.00 20.00元
7、润湿剂 1公斤X28.00 28.00元
注:按顺序将物料全部投入后,600转/分钟,高速分散10-15分钟,至搅匀为止.
8、锐钛白粉 25公斤X16.00 400.00元
9、煅烧高岭土 75公斤X1.70 128.00元
10、轻质碳酸钙 160公斤X0.65 104.00元
11、滑石粉 50公斤X0.80 40.00元
12、重质碳酸钙 200公斤X0.80 160.00元
13、HYM-21 10公斤X18.00 180.00元
14、增白剂 0.5公斤X40.00 20.00元
注:按顺序将物料全部投入后,1250转/分钟,高速分散30-40分钟,至搅匀为止 15、成膜助剂 3公斤X18.00 54.00元
16、乙二醇 3公斤X12.00 36.00元
17、苯丙乳液 80公斤X8.00 640.00元
18、水性消泡剂 1公斤X20.00 20.00元
19、增稠剂(碱溶胀) 5公斤X15.00 60.00元
20、流平剂(用10公斤水、2公斤乙二醇稀释)1.5公斤X40.00 60.00元
注:按顺序将物料全部投入,此为调漆阶段转速为600转/分钟,同时调整稀稠度。
(三):弹性外墙乳胶漆配方及生产工艺
原材料名称、配方比例如下:总量:1000公斤
原材料名称 配方比例 (重量比)
1、去离子水(或自来水): 170公斤
2、PH调整剂(甲醛): 1公斤
3、钛 白 粉: 150公斤
4、羟 乙 基 纤 维 素(30000S): 3公斤
5、分 散 剂: 6公斤
6、消 泡 剂: 1.5公斤
6、润 湿 剂: 2公斤
注:按顺序将物料全部投入后,1250转/分钟,高速分散10-20分钟,至搅匀为止
7、硅 灰 石 粉:; 100公斤
8、重 钙 粉: 200公斤
9、丙 二 醇: 15公斤
10、成 膜 助 剂: 6公斤
注:按顺序将物料全部投入后,1250转/分钟,高速分散30-40分钟,至搅匀为止
11、消 泡 剂: 1.5公斤
12、北京环益美研究所HYM-21 胶粉(水72公斤溶解): 8公斤
13、苯 丙 乳 液: 50公斤
注:按顺序将物料全部投入,此为调漆阶段转速为300-500转/分钟,同时调整稀稠度
14、弹 性 乳 液: 250公斤
15、氨 水: 1公斤
16、增稠剂: 适量
注:1、待苯丙乳液搅拌均匀后,再加入弹性乳液将转速调为300-500转/分钟搅拌均匀即可灌装出厂。
2、原白:钛青绿色浆加20克。
3、如生产其它颜色的外墙乳胶漆,可根据需要用水性色浆配色、调色即可。
(四)JS防水涂料配方(Ⅰ型)
原料名称 配方比例(kg)
A组分(液料部分)
丙烯酸弹性乳液 330
HYM-21(北京环益美研究所) 10
水 120
消泡剂 2
杀菌剂 2
合计 464
B组分(粉料部分)
42.5PO普通硅酸盐水泥 16
石英粉 (130—160目) 376
合计 536
总计 1000
八、HYM-21功能树脂的经济效益与社会效益
目前苯丙乳液的市场价格每吨在7000元左右,丙烯酸弹性乳液每吨在12000元左右,而HYM-21功能树脂的水溶液每吨1800元,在提升涂料产品的品质的同时,还可以为涂料企业省下一大笔原材料费用,其经济效益是明显的。
全世界都在倡导低碳、节能、环保、健康,在涂料中使用HYM-21功能树脂,有效减少化学品的使用,提升产品的环保价值,对于保护生态环境意义重大,其社会效益是显著的。
九、综述
HYM-21功能树脂性能优良,产品及技术成熟可靠,从理论基础到产品的性能研究、产品应用技术、技术服务与技术指导、质量要求等方面,比较系统和全面。
HYM-21功能树脂产品将很好地服务于涂料行业,让千家万户受益。