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高性能、低成本真石漆、质感漆的研究与应用

周广德(北京环益美高分子聚合物研究所,北京101113

Zhou guangde (Beijing Huan Yi Mei lnstitute of polymer ,Beijing 101113)

摘要 采用高性能合成树脂共聚技术,可以显著提高真石漆、质感漆的附着力、粘结强度、漆膜硬度、漆膜抗老化能力和改善施工操作性能,提高施工效率和涂料的装饰效果。本合成技术具有很强的经济实用性,可以节约成本,更具有环保价值。

关键词  合成树脂  真石漆  质感漆  拉毛涂料

一、前言

在建筑外墙高档装饰装修工程中,以前大多采用贴瓷砖、大理石的办法,但由于资源、能源和安全性、环保、经济上等多种原因,国家不再提倡使用瓷砖、大理石,大多数省份甚至禁止和限制在建筑上使用瓷砖。

合成树脂真石漆、质感漆,可以代替瓷砖、外墙乳胶漆做成仿瓷砖、大理石、浮雕和仿红砖等艺术效果,具有成本低、质量稳定、施工便捷、花色品种多、装饰美观等优点。

目前真石漆、质感漆主要是选用天然彩砂、化学乳液、化学助剂、化学色浆、封闭底漆、底涂、罩面漆、罩光漆等,基本上是使用价格昂贵的化学原料堆积起来的,不仅成本高,性能差、毒害大、涂层性能和装饰效果不稳定,有的几年后,褪色、花色、空鼓、有起皮、脱皮、掉皮、掉砂、粉化。经常发生返工现象。

采用合成树脂真石漆感漆新技术的关键技术,首先,是要利用HYM-21树脂中多种不同级数的高分子材料的极性基团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,生成一种性能更优良的网络状合成树脂,这种新型的合成树脂,结构紧密、结构强度高、稳定性很好,膜结实、致密、有韧性,具有一定的微透气,能够完全阻止水分子渗透,可以解决用化学乳液及化学助剂生产普通真石漆、质感漆常出现的粘附力差、易开裂、起鼓、老化快、褪色、花色等通病问题。

采用HYM-21与化学乳液胶联共聚(合成树脂)新技术,能够生产优质的合成树脂真石漆、质感漆。

一、 HYM-21与化学乳液共聚技术

1、HYM—21性能

HYM-21功能型树脂,是天然植物高分子材料,比化学乳液的分子稍大,其含有与化学乳液相似的极性基团,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液。

HYM-21生态功能型树脂本身的粘结强度要高于化学乳液,HYM-21的主要作用是增粘、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,流平性和防流挂性好、涂膜的遮盖力强,施工操作性有明显改善,涂料外观、手感、涂层强度与质量稳定性都有所提高。在改善产品质量与性能的同时,HYM-21与化学乳液共聚技术可以减少化学乳液用量30%-50%,并减少化学助剂使用量,产品环保性也增加了,为环保作出了贡献(参考文献《生态多功能树脂型可分散系列胶粉的性能及适用范围》www·zglsj·com中国绿色建材网,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与化学乳液共聚技术,经国内外文献检索表明,这项技术,属于全球首创技术!

经测试,HYM—21性能如下:

(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

¡  VOC(mg/kg)                    ≤15                   未检出

¡  苯系物总和(mg/kg)            ≤300                   未检出

¡  铅、镉、铬、汞(mg/kg)        ≤285                   未检出

¡  放射性(GB6566-2001)中A类指标                        未检出

¡  抗细菌、霉菌性能(HG/T3950——2007)                    0级

(2)防火性能

¡  燃烧性能级别(GB8624-2006 )                            B1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

¡  产品外观                                           白色粉末状

¡  粘度(23±2℃),pa.s℃        ≥1.00                  ≥1.1-4.3

¡  180°剥离强度 N/25mm          ≥10                    ≥12-33 

¡  粘结强度MPa                   ≥0.5                  ≥0.8-1.1

¡  低温稳定性(0℃ 24h)                                  呈流动状态

 

2、HYM-21与化学乳液共聚合成树脂生产工艺

HYM-21是天然植物高分子材料,与水亲和,不需要加温、不需要助剂,它能快速均匀地分散在常温水体中,并产生胶体(参考文献《HYM-21与化学乳液合成共聚技术》www·zglsj·com中国绿色建材网,作者:北京环益美高分子聚合物研究所总工程师 周广德)。

生产合成树脂真石漆、质感漆产品,不需增加设备,不需要特殊生产条件及工艺,可以象乳液一样,按投料顺序,直接加入到分散机内快速分散。

参考工艺流程如下:

水     ↘                  

助剂   →(分散25分钟) →乳液(分散15分钟)→砂(分散15分钟)

HYM-21 ↗

二、   合成树脂真石漆、质感漆的施工工艺及技术规程

合成树脂真石漆、质感漆可以机械喷涂作业、滚涂作业、弹涂作业、刮涂或抹涂作业,其施工工艺与应用技术规程,可以按照普通真石漆、质感漆的施工工艺与应用技术规程进行。

三、   合成树脂真石漆、质感漆的主要特点

1、环保健康

由于减少了50%左右的化学乳液、化学助剂的使用量,也就大量地降低了涂料中50%的有害物含量,有利于施工人员及现场其它作业人员的身心健康,对人居环境的安全健康和自然生态环境的保护有很大的贡献。

2、性能优良

产品主要粘结及成膜物质,采用的是高性能合成树脂,附着力好、粘结强度高、胶膜结实、韧性好、耐老化,涂层不易开裂、起皮、掉皮、掉砂、粉化,褪色和发生色差变化。

3、经济实用

采用HYM-21与化学乳液共聚成膜技术,减少30%-50%的化学乳液、化学助剂用量(每吨真石漆只用75公斤乳液),可以节约20-30%原材料成本,增加了生产厂家的经济效益,不仅大幅度降低了产品成本,还提高了产品质量。

四、   合成树脂及真石漆、质感漆技术性能

1、合成树脂的技术性能(GB/T20623-2006《建筑涂料用乳液》):

检验项目

指标要求

检验结果

本项结论

容器中状态

乳白色均匀流体,无杂质,无沉淀,不分层

乳白色均匀流体,无杂质,无沉淀,不分层

符合

不挥发物的质量分数,%

≥45

50

符合

黏度(23℃±2℃,3#转子,60r/min),mpa.s

--------------

    6000


最低成膜温度℃

    --------------

    1.7


冻融稳定性(3)

  无异常

 无异常

符合

贮存稳定性

无硬块,无絮凝,无明显分层和结皮

无硬块,无絮凝,无明显分层和结皮

符合

稀释稳定性

上层清液≤5%

下层沉淀≤5%

上层清液≤4%

下层沉淀≤5%

符合

机械稳定性

不破乳, 无明显絮凝物

不破乳, 无明显絮凝物

符合

钙离子稳定性(0.5%CacCl2溶液)

48h无分层,无沉淀,无絮凝

48h无分层,无沉淀,无絮凝

符合

冻融稳定性(3)

≤30

    15

符合

挥发性有机化合物

(VOC),g/L

≤30

  15

符合

 

2、真石漆、质感漆产品的技术性能(JG/24-2000中W型全项检验)

 

检验项目

标准要求

检验结果

结论

容器中状态

搅拌后无结块;呈均匀状

搅拌后无结块;呈均匀状

合格

施工性

喷涂无障碍

喷涂无障碍

合格

涂料低温贮存稳定性

3次试验后,无结块、凝聚及组成物的变化

无结块、凝聚及组成物的变化

合格

涂料热贮存稳定性

1个月试验后,无结块、霉变、凝聚及组成物的变化

无结块、霉变、凝聚及组成物的变化

合格

初期干燥抗裂性

无裂纹

无裂纹

合格

干燥时间(表干)

≤4h

2.5h

合格

耐水性

96h涂层无起鼓、开裂、剥落、与未浸泡部分相比,允许颜色轻微变化剥6hF2000                   

涂层无起鼓、开裂、剥落。

合格

耐碱性

96h涂层无起鼓、开裂、剥落、与未浸泡部分相比,允许颜色轻微变化剥6hF2000                   

涂层无起鼓、开裂、剥落。

合格

耐冲击性

涂层无裂纹、剥落及明显变形

涂层无裂纹、剥落及明显变形

合格

耐沾污性

5次循环试验后≤2级

2级

合格

粘结强度

标准强度

≥0.70mpa

≥0.73mpa

合格

浸水后

≥0.50mpa

≥0.58mpa

合格

耐人工老化(500h)

涂层无开裂、起鼓、剥落、粉化0级,变色1级

涂层无开裂、起鼓、剥落、粉化0级,变色0级

合格

 

五、   真石漆和质感漆的配方及生产工艺

(略,另作咨询)

六、   综述

通过HYM-21与乳液胶联共聚反应而生成的合成树脂乳液,能在分子间形成网络结构,增加涂料成膜后和膜的结构强度及稳定性,提高真石漆、质感漆与墙基面的附着力,粘结强度,防止真石漆、质感漆与墙基面脱粘、开裂、起皮、脱落,HYM-21树脂具有很强的抗老化能力,稳定的分子结构,涂层干缩性较小,涂层不易出现龟裂纹。HYM-21具有增粘、增稠、增强作用,使用HYM-21配制的真石漆、质感漆,粘稠度好,可减少喷涂时的飞砂、溅砂、落砂量,HYM-21不仅提高了真石漆、质感漆的综合技术性能与品质,还大大节省了原材料成本,具有推广应用价值。