涂料知识-建筑涂料的功能.doc

涂料知识-建筑涂料的功能 一. 建筑涂料的功能 通常建筑涂料具有三大功能：装饰功能、保护功能、特种功能 装饰功能：建筑物内外墙面经过涂装后可以形成具有不同颜色、不同花纹、不同光泽和不同质感的涂膜，从而起到美化居住环境作用。 保护功能：所谓保护功能就是保护建筑物不受环境的影响或将其影响减至最小的功能。涂料经涂装后在建筑物内外墙表面形成均匀连续的涂膜。这种涂膜具有一定的厚度、柔韧性和硬度以及具有耐磨、耐水、耐酸碱腐蚀、耐污染、耐紫外光照射、耐气候变化、耐霉菌侵蚀等特征，可以减少或消除大气、水分、酸雨、灰尘、微生物对建筑物的破坏作用。延长建筑物使用寿命，提高建筑物经济价值。 特种功能：特殊功能的建筑涂料，如防霉涂料用于酒厂、糖厂、食品厂等内壁而具有防止霉菌生长的功能，防火涂料具有防止火焰燃烧及蔓延作用。此外还有防水涂料、防虫涂料、防锈涂料、防腐涂料、吸音涂料、抗结露涂料、示温涂料、防尘涂料、防辐射涂料、防电波干扰涂料等。二. 建筑装饰涂料的分类 在我国，对建筑涂料的分类目前尚无统一的划分方法，但往往采用下述几种方法进行分类。 按基料的类别分类：建筑涂料可分为有机涂料、无机涂料及有机无机复合涂料。有机涂料又可根据使用溶剂的不同，分为溶剂型、水乳型及水溶型有机涂料。无机建筑涂料主要是无机高分子涂料，也包括传统的水泥、石灰等，但后者已很少使用。有机-无机复合型涂料有两种复合方式：一种是有机材料与无机材料通过物理混合的方式，将两者复合使用制成涂料；另一种是有机材料与无机材料通过化学反应进行接枝镶嵌的方式，将两者复合使用制成涂料。 按涂膜厚度及质感（形状）分类：可分为表面平整，光滑的平面涂料；表面呈砂粒状装饰效果的砂壁状涂料；形成凹凸花纹立体装饰效果的复层涂料（包括环山状、斑点状、桔皮状、拉毛状等）。 按在建筑物上的使用部位分类：可分为内墙涂料、外墙涂料、地面涂料、顶棚涂料等。 按使用功能分类：可分为装饰性涂料与特种功能性涂料（如防火涂料、防霉涂料、防水涂料、弹性涂料等）。在以上的分类方法中，往往将其中的1、3两类结合起来为建筑涂料命名，如合成树脂乳液内（外）墙涂料、溶剂型外墙涂料、水溶性内墙涂料等。 由苯乙烯、丙烯酸酯类等单体、乳化剂、引发剂、保护胶体、中和剂等，通过乳液聚合反应得苯丙乳液或纯丙烯酸酯乳液，以该乳液为主要成膜物质、加入颜料、填料、分散剂、润湿剂、增稠剂、pH调节剂、防腐防霉剂、防冻剂等组成的。 各种不同结构乳液的用途及性能 A、醋酸乙烯酯乳液（内墙涂料成膜物） 优点：粘结力强、施工性好、装饰性好 缺点：耐水、耐碱性差、不宜作外墙涂料 60年代时常用作内墙涂料的成膜物 B、醋酸乙烯酯丙烯酸酯乳液（简称醋丙共聚乳液） 优点：粘结力强、施工性好、装饰性好、良好的耐水、耐碱性、能配制中高档内墙乳胶漆 缺点：价格略高些，沈阳涂料不适宜作外墙漆，80年代起国内常用作内墙涂料的成膜物 C、醋酸乙烯酯叔碳酸乙烯酸共聚乳液（简称：叔醋共聚乳液） 优点：粘结力强、施工性好、装饰性好、优良的耐水性、耐碱性、耐候性，能用于内外墙涂料的成膜物 缺点：价格高 70年代起常用的内外墙乳胶漆的成膜物 D、苯乙烯丙烯酸酯共聚乳液（简称苯丙乳液） 优点：粘结力强、施工性尚好、装饰性好、优良的耐水、耐碱性、耐候性 缺点：施工性、装饰性比醋丙乳液、叔醋乳液差些，硅藻泥涂料加盟有时会稍稍泛黄 80年代起常用的内外墙乳胶漆成膜物 E、纯丙烯酸酯共聚乳液（简称纯丙乳液） 优点：粘结力强、施工性好、装饰性好、耐水、耐碱性优良、不会泛黄、耐候性高 缺点：价格高 90年代起常用这种乳液配高档内外墙涂料 F、有机硅丙烯酸酯共聚乳液（简称硅丙乳液） 优点：粘结力强、施工性好、装饰性好，极佳耐候性与耐沾污性，良好透湿性、透气性、保光保色性优异 缺点：成本昂贵 G、有机氟树脂及其乳液（简称：氟树脂、氟乳液） 优点：具有卓越保护功能、耐沾污性、耐候性、耐腐蚀性、高防水性、高弹性等 缺点：价格极昂贵 四氟乙烯 三氟氯乙烯 1.乳液的发展方向 A、核壳结乳液 B、联型乳液 涂料干燥成膜后 大分子侧链基因间产生分子交联，乳胶漆真石漆提高强度，耐水耐碱性、耐候性、耐沾污性等。外墙涂料施工 2.各种乳液的适用情况 醋酸乙烯酯乳液 内墙漆 醋酸乙烯丙烯酸酯共聚乳液 内墙漆 醋酸乙烯叔碳酸乙烯酯共聚乳液 内外通用漆 内墙漆 苯乙烯内烯酸酯共聚乳液 内外通用漆 内墙漆 纯丙烯酸酯共聚乳液 内外通用漆 内墙漆 有机硅丙烯酸酯及其乳液 外用高档漆 内墙漆 有机氟树脂及其乳液 外用高档防腐漆 内墙漆 3. 合成乳液成膜机理： 合成乳液成膜一般与溶液不同，质感涂料乳液是一个非均相的分散液，包括一个连续的水相和许多不相连的聚合物以单个微细球体分散在水相中组成的，当水逐步挥发或被多孔的表面吸收时，这些球状的聚合物就慢慢接近，最后互相接触。要得到一个连续均匀的聚合物的膜、就要使这些单个的球形粒子变形。水的毛细管压力能把分散的聚合物粒子拉在一起。当水挥发时二个或更多的球体排得更为紧密，这就在球形粒子中间产生相当的压力，球形粒子接触越相互接近排得越紧密，这个压力也随之增大，当球体接触时水挥发产生的压力就使这球被挤压变形互相紧密连结起来。 在这种情况下，较硬的聚合物粒子在受到外加压力时不易变形，而较软的聚合物粒子就容易得多。辽宁涂料厂岩彩石温度越低硬度就越大就不易变形。因此就有一个最低成膜温度，在这温度以下时就不能形成连续的均匀的漆膜。而加入成膜助剂后，就易使聚合物变软，就能显著的降低其最低成膜温度。本公司的“鳄鱼”涂料产品使用的合成乳液都是采用德国巴斯夫公司、美国联碳公司、罗门哈斯公司、日本国民淀粉公司等，对出厂涂料质量能有保证作用。 4. 颜料、填料： 颜料、填料在建筑涂料中也是构成涂膜的组成部分，因而亦称为次要成膜物质。但它不能离开主要成膜物质单独构成涂料。颜料是一种不溶于水，溶剂或涂料基料的一种微细粉末状的有色物质能均匀地分散在涂料介质中，涂于物体表面能形成色层。颜料在建筑涂料中不仅能使涂层具有一定的遮盖力，增强涂层色彩，而且还能增强涂膜本身强度。颜料还有防紫外线穿透作用，从而可以提高涂料的耐老化性，耐候性。 (1) 颜料 颜料的品种很多，按它们的化学组成，可以分为有机颜料和无机颜料两大类，按它们所起作用可以分为白色颜料、着色颜料和体质颜料等。 建筑涂料中常用的颜料应具有以下特点： 耐碱性良好，外墙涂料因为建筑涂料通常应用在水泥砂浆和水泥混凝土等碱性基层上，因此要求颜料具有很好的耐碱性能。具有较好的耐候性。因为建筑涂料通常应用在与大气接触的环境中，因此要求颜料具有较好的耐光性、耐老化性。 在建筑涂料中最常用的颜料有以下几种： 无机着色颜料 黄色颜料 氧化铁黄 中铬黄 镉黄 红色颜料 氧化铁红 钼铬红 镉红 蓝色颜料 群青 铁兰 钴兰 绿色颜料 氧化铁绿 氧化铬绿 白色颜料 钛白 锌钡白 氧化锌 黑色颜料 炭黑 氧化铁黑 棕色 氧化铁棕 以上无机着色颜料耐候性、耐化学性较好，价格便宜，在建筑涂料中应用最多。 有机颜料： 有机颜料耐老化性较差，因而在建筑外墙涂料中应用较少。常用的有酞菁兰、酞菁绿、酞菁红、耐晒黄、大红粉等。 本公司内、外墙面漆使用的颜料是德国拜耳公司的铁红、铁黄，科莱恩公司、汽巴公司的酞菁绿、兰、黄、红等，钛白粉为杜邦公司、美联公司产品，这些对配制高质量外墙涂料有决定性作用。 (1) 颜料 填料又称体质颜料。涂料施工它们不具有遮盖力和着色力。常用的有：重晶石粉、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、硅灰粉、瓷土、云母粉、石英粉等。填料作用如下：能降低涂料成本、改善涂料施工性、调整涂料的触变性、提高涂膜光学性质、强度及耐水性、干燥性等。 5. 分散剂和润湿剂： 填料又称体质颜料。它们不具有遮盖力和着色力。常用的有：重晶石粉、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、硅灰粉、瓷土、云母粉、石英粉等。填料作用如下：能降低涂料成本、改善涂料施工性、调整涂料的触变性、提高涂膜光学性质、强度及耐水性、干燥性等。 6. 增稠剂： 增稠剂是一种流变助剂、加入增稠剂后不但能使涂料增稠，同时还能赋予涂料优异的机械及物理化学稳定性。在涂料施工时起控制流变性的作用。增稠剂对乳胶漆的增稠、稳定及流变性能起着多方面的改进调节作用。如在颜、填料的分散阶段，可提高分散物料的粘度而有利于分散。乳胶漆在贮存过程中由于粘度的提高，改善了涂料的稳定性，防止颜填料的沉底结块、水层分离以及抗机械性提高。在施工过程中能调节涂料的粘度呈良好的触变性。在滚涂及刷涂的高剪切率下，粘度下降而不费力。在涂刷后，剪切力消除，则恢复原来的粘度使涂膜不流挂、沾漆时不滴落，滚涂时不飞溅。它又能延迟涂膜失水速度，使一次涂刷面积较大。另外流变性增稠剂可改善涂料流平性。 7. 防冻剂： 乳胶漆中一般加入防冻剂以改善漆的防冻性能。一般国家标准要求：涂料在-52放置18小时，232放置6小时为一个循环，如此反复三次后，打开容器，搅拌试样，观察有无结块、凝聚及分离现象。如无则认为“不变质”。提高防冻性能最简单的方法是降低水的冰点，适当的在乳胶漆中加一些防冻剂就能达到这一目的。常用的有乙二醇、丙二醇等。 8. 成膜助剂： 乳胶漆的干燥成膜是靠聚合物分散体粒子的凝合，涂膜的性能与粒子的凝合好坏有很大的关系。成膜助剂实际上可以说是一种挥发性的增塑剂，主要是中沸点的溶剂，它除了能够溶解聚合物外，同时还部分能和水混溶。成膜助剂，主要是降低了聚合物的玻璃化温度，也降低了最低成膜温度。同时增加了流动性、加速了完整涂膜的形成。常用的有1.6-已二醇、苯甲醇、丙二醇醚及其醋酸酯。沈阳质感涂料，沈阳外墙涂料2.2.4三甲基戊二醇1.3-单异酸酯等。 9. 消泡剂： 由于乳胶漆中加有许多表面活性剂、增稠剂等助剂，沈阳涂料厂因此在生产和涂刷过程中会产生许多气泡。不消失的气泡留在干燥的漆膜内会形成许多针孔。加入消泡剂可减少和帮助泡沫的消失。通常有磷酸三丁酯、松油醇、矿物油、水性硅油和有机硅分散液等都可以作为消泡剂。 10. 防腐防霉剂： 乳胶漆是由合成乳液、增稠剂、颜填料等助剂组成。大部分含有微生物所必须的营养物，为微生物（霉菌和细菌）生长发育提供良好的营养源。细菌和霉菌在一定的温度、湿度和不存在抑制物质时就会繁殖，以至破坏涂料。结果使粘度下降低、颜料沉降、发生臭味、容器膨胀、pH值波动和体系的破坏这种现象称为腐败。另外干燥的漆膜受到霉菌的侵入，形成黑暗的淤积。这样导致涂料过早地破坏失去附着力。严重影响涂料的保护性及美观大大降低涂料的使用价值这称为漆膜的霉变。 四. 建筑内外墙涂料标准： 1. 合成树脂乳液外墙涂料GB/T9755标准： 项目指标 优等品 一等品 合格品 1. 合成树脂乳液外墙涂料GB/T9755标准： 项目 指标 优等品 一等品 合格品 容器中状态 无硬块，搅拌后呈均匀状态 施工性 涂刷二道无障碍 低温稳定性 不变质 干燥时间（表干）/h = 0.93 0.90 0.87 耐水性 96h无异常 耐碱性 48h无异常 耐洗刷性/次 = 2000 1000 500 耐人工气候老化性白色和浅色 600h不起泡、不剥落、无裂纹/400h不起泡、不剥落、无裂纹/250h不起泡、不剥落、无裂纹 粉化，级 = 1 变色，级 = 2 其它色 商定 耐沾污性（白色和浅色1） =31.26) 2. 合成树脂乳液内墙涂料GB/T9756标准： 项目 指标 优等品 一等品 合格品 容器中状态 无硬块，搅拌后呈均匀状态 施工性 涂刷二道无障碍 低温稳定性 不变质 干燥时间（表干）/h = 0.95 0.93 0.90 耐碱性 96h无异常 耐洗刷性/次 = 1000 500 200 浅色是指以白色涂料为主要成分，添加适量色浆后配制成的浅色涂料形成的涂膜所呈现的浅颜色，按GB/T1995中4.3.2规定明度值为6到9之间(三刺激值中的YD65=31.26) 1.容器中状态： 容器中状态是指涂料在容器中的外观、如是否存在分层、沉淀、结块、凝胶等现象以及经搅拌后是否能混合成均匀状态，它是最直观的判断涂料外观质量的方法。在我国建筑涂料标准中，几乎都以“经搅拌后呈均匀状态，无结块”为合格，该项技术指标反映了涂料的表观性能即开罐效果。 2.施工性： 施工性是指涂料施工的难易程度，用于检查涂料施工是否产生流挂、油缩、拉丝、涂刷困难等现象。涂料的装饰效果是通过 辊涂、刷涂、喷涂或其它工艺手法来实现的，是否容易施工是涂料应用的关键。 3.干燥时间： 涂料从流体层到全部形成固体涂膜这段时间称干燥时间，分为表干时间（表面干燥时间）及实干时间（实际干燥时间）。前者是指在规定的干燥条件下，一定厚度的湿涂膜，表面从液态变为固态，但其下仍为液态所需要的时间。后者是指在规定的干燥条件下，从施涂好的一定厚度的液态涂膜至形成固态涂膜所需要的时间。涂料干燥时间的长短与涂料施工的间隔时间有很大关系，因此施工间隔时间由涂料干燥时间来决定。 4.遮盖力与对比率： 遮盖力是涂膜遮盖底材的能力。它以恰好达到完全遮盖底材的涂布率（g/m2）来表示。涂料的遮盖力有干遮盖力和湿遮盖力之分。一般所指的遮盖力是湿遮盖力，但JC/T423-91水溶性内墙涂料所规定的遮盖力是干遮盖力。遮盖力测定方法较简单方便，易于操作，最终结果是以目视判定的，人为主观因素较大，但通过遮盖力可以计算出涂料的实际用量。对比率也是反映涂膜遮盖底材的能力，但它是在给定湿膜厚度或给定涂布率的条件下，采用反射率测定仪测定在标准黑板和白板上干涂膜反射率之比，该比值称为对比率。这个给定湿膜厚度或给定涂布率往往没有达到完全遮盖底材的程度。对比率反映的是干遮盖力。因为用户最终使用的是干膜，沈阳涂料所以对比率比湿遮盖力更符合实际，对比率是以反射率测定仪定量测定的，比较科学，避免了人为误差，在标准中大多采用对比率测定法。 5.固体含量： 涂料所含有的不挥发物质的量，一般用不挥发物的质量百分数表示。该项技术指标有助于设计产品配方及产品综合性能。因为固含量对成膜质量、遮盖力、施工性、成本核算造价等均有较大影响。建筑涂料的固体含量包括二部分：一部分是成膜物质的重量；另一部分是颜料与填料的重量。在单位面积用量相等的情况下，不同的固体含量导致涂膜厚度有较大的差异，在工程应用中十分重要。 6.涂膜颜色及外观： 涂膜颜色及外观是检查涂膜外观质量的指标。涂膜与标准样板相比较，观察其是否符合色差范围、外观是否平整等。 7.耐水性： 涂膜对水的作用的抵抗能力，即在规定的条件下，将涂料试板浸泡在蒸馏水中，观察其有无发白、失光、起泡、脱落等现象，以及恢复原状态的难易程度。该技术指标对于外墙建筑涂料尤为重要，因为外墙涂料所经受的环境较内墙涂料要苛刻得多，要受到日光照射、风吹雨淋、该指标的好坏直接影响涂料在基材上的附着能力。在室内较为潮湿的场所，如厨房、卫生间或南方的室内也应考虑涂料的耐水性，因此涂膜耐水性与工程应用目的密切相关。 8.耐碱性： 涂膜对碱浸蚀的抵抗能力。即在规定的条件下，将涂料试板浸泡在千分之一点二浓度的氢氧化钙碱液中，观察其有无发白、失光、起泡、脱落等现象。建筑涂料适用的基材有多种，如现浇混凝土、混凝土预制板材、水泥砂浆、加气混凝土板材、水泥石棉板、石膏水泥板、纸面石膏板等。基材大多为碱性，要求涂膜具有一定的耐碱性。该技术指标对内外墙涂料都较重要。 9.耐洗刷性： 涂膜经受皂液、合成洗涤液的清洗（以除去其表面的尘埃、油烟等污物）而保持原性能的能力。内墙涂料饰面经过一定时间后，锐斯特沾染灰尘、赃物、划痕等需用洗涤液或清水擦拭干净，使之恢复原来的面貌。外墙涂料饰面常年经受雨水的冲刷，涂层必须具备耐洗刷性。该技术指标对内外墙涂料都较重要。 10.贮存稳定性： 指涂料产品在正常的包装状态及贮存条件下，经过一定的贮存期限后，产品的物理及化学性能仍能达到原规定的使用性能。它包括：常温贮存稳定性、热贮存稳定性、低温贮存稳定性等。由于涂料在生产后需要有一定时间的周转，往往要贮存一段时间后才使用，因此不可避免地会有增稠、变粗、沉淀等现象产生，若这些变化超过容许限度，就会影响成膜性能，甚至涂料开桶后就不能使用，造成损失。配方设计好的涂料，贮存一年以上，一般性能只有很小变化。但当涂料配方设计不合理，或在贮存和运输中经受夏季高温和冬季低温，或受细菌侵蚀可能会使产品发生不良的变化。 (1) 常温贮存稳定性 贮存稳定性最可靠的测试方法就是常温放置一年后实际测定涂料粘度、pH值、光泽等性能变化。其缺点是得出结果时间长。 (2) 热贮存稳定性 热贮存稳定性常用作测定涂料贮存稳定性的加速评定。罐装涂料在50或60热贮存2-4周后，测定粘度、pH值、光泽等性能变化，以判定贮存稳定性。热贮存稳定性和常温贮存稳定性结果有时是不一致的。 (3) 低温贮存稳定性或冻融稳定性 涂料经受冷热交替的温度变化，即经受冷冻及随后融化（循环试验后）而保持原性能的能力。一般采用冷热交替循环，大多规定在-52冻18h，标准环境6h为一个循环，三个循环后观察其有无结块、组成物分离及凝聚、发霉等变化。该项技术指标对内外墙涂料都是不可缺少的。 11.涂层耐温变性（耐冻融循环性）： 涂层经受冷热交替的温度变化而保持原性能的能力。涂层经冻融循环后，观察涂层表面情况变化的指标，以涂层表面变化现象来表示，如粉化、起泡、开裂、剥落等。建筑物的外墙涂料饰面，一般应经得起510年的考验，在此期间要经受外界气候的不同温度化，涂层不能随外界温度变化而发生开裂、脱落等现象。 12. 粘度： 粘度的物理意义是液体在外力（压力、重力、剪切力）的作用下，其分子间相互作用而产生阻碍其分子间相对运动的能力，即液体流动的阻力。涂料属于非牛顿液体，是悬浮体，在热力学上是非稳定体系。粘度是涂料产品的重要指标之一，它对涂料的储存稳定性、施工应用等有很大的影响，因此需要测试涂料的粘度作为产品的内控指标。在涂料施工时，粘度过高会使施工困难，涂膜流平性差，粘度过低，会造成流挂及涂膜较薄等弊病。建筑涂料常用的斯托默粘度是高剪切速率粘度，相当于建筑涂料刷涂、滚涂和喷涂的剪切速率，因此它是反映建筑涂料的涂刷性、辊涂性和喷涂性，其范围一般为80125KU。 13. 附着力： 涂膜与被涂物件表面（通过物理和化学力的作用）结合在一起的坚牢程度。被涂面可以是底材也可以是涂漆底材。该项指标表明涂料对基材的粘结程度，对涂料的耐久性有较大影响。 14. 初期干燥抗裂性： 砂壁状涂料、复层涂料等厚质涂料从施工后的湿膜状态到变成干膜