新型建筑材料 课件 第4章 建筑涂料

第四章

建筑涂料新型工程材料2026/1/242第四章建筑涂料1234概述墙面涂料地坪涂料防水涂料功能性建筑涂料CONTENTS52026/1/243第四章建筑涂料1234概述墙面涂料地坪涂料防水涂料功能性建筑涂料CONTENTS52026/1/2444.1.1涂料的发展历程1.天然成膜物质时期

远在新石器时代，人们就开始使用野兽的油脂、草类和树木的汁液以及天然颜料配制原始涂饰物质。

公元前5000年，西班牙就出现了阿米塔米拉洞窟的壁画，该壁画由150多幅作品组成，颜色以红、黑、黄褐色为主，色彩艳丽。

我国同样是世界上使用天然成膜物质涂料最早的国家之一。2026/1/2454.1.1涂料的发展历程河姆渡木胎朱漆碗西汉马王堆汉墓漆器明代剔红雕漆盖盒明代剔红岳阳楼图长方盒2026/1/2464.1.1涂料的发展历程2.涂料工业的形成时期01021773年英国韦廷公司汇集并出版了一系列使用天然树脂和干性油炼制清漆的配方。03041790年英国建立了第一家涂料厂，标志着涂料工业正式诞生。19世纪随着工业化进程加速，涂料的工业化生产在全球范围内快速推进，许多国家都相继建立了自己的涂料工厂。19世纪中叶涂料厂家开始配制适合直接施工的预调漆，极大地简化了施工过程，提高了施工效率。2026/1/2474.1.1涂料的发展历程3.合成树脂涂料时期开始使用三聚氰胺-甲醛树脂与醇酸树脂配合制漆，进一步扩大了醇酸树脂涂料的应用范围，并使合成树脂涂料发展成为建筑装饰性涂料的主要品种美、英、荷（壳牌公司）、瑞士（汽巴公司）率先开始生产环氧树脂，为防腐蚀涂料注入了新的原材料。建筑涂料应用最广泛的品种—聚醋酸乙烯酯胶乳和丙烯酸酯胶乳涂料被开发面世。美国化学家贝克兰与德国人阿尔贝特分别成功试制出醇溶酚醛树脂与油溶性酚醛树脂涂料。合成树脂涂料行业更是迎来了高速发展期，新品种层出不穷。性能广泛的聚氨酯涂料在联邦德国拜耳公司投入工业化生产。1940年20世纪40年代后期20世纪50~60年代1909年第二次世界大战结束50年代初3512462026/1/2484.1.1涂料的发展历程1915年上海就出现了中国第一家涂料工厂—开林颜料油漆厂20世纪60年代初，以价格较低廉的化学工业原料为基料的溶剂型建筑涂料开始得到应用20世纪70年代，以聚乙烯醇和水玻璃为基料的106内墙涂料在上海问世并风靡一时，现代建筑涂料由此开始得到人们的广泛认可70年代中后期，以丙烯酸酯乳液为代表的一类合成树脂乳液涂料在北京、上海、天津、广州等地相继研制成功70年代末期，我国引进的38kt丙烯酸酯单体生产装置建成投产，为研究、生产和推广丙烯酸酯系列建筑涂料提供了充足的原料。与此同时，无机硅酸盐类外墙建筑涂料以及溶剂型氯化橡胶涂料在建筑领域的应用也取得了显著的发展2026/1/2494.1.1涂料的发展历程

经过几十年的发展，我国的建筑涂料工业从无到有、从小到大，已发展成为国民经济建设中不可缺少的重要产业。

2011~2023年全国建筑涂料、涂料产量以及建筑涂料在涂料中的比例2026/1/24104.1.1涂料的发展历程

在各类涂料“百花齐放”之时，也有一部分涂料产品由于性能、环保等性能落后而被淘汰。具体来说，大致可分为以下三种情况：建筑涂料1.部分建筑涂料长盛不衰2.部分建筑涂料逐渐淘汰3.新产品不断涌现拉毛涂料。涂膜既能做到饰面风格粗犷、质感性强，也可以在粗犷和细腻之间调整，使装饰效果产生大范围的改变焦油聚氨酯防水涂料、双组分聚氨酯防水涂料仿幕墙涂料、仿花岗岩涂料和保温涂料等创新性产品不断涌现。这些创新性的产品既丰富了建筑涂料的种类，也满足了市场的多样化需求2026/1/24114.1.2建筑涂料的组成

当建筑涂料的挥发部分完全散去后，留在物体表面的部分称为涂膜。根据分子结构不同，涂膜可分为低分子球状结构涂膜、线型分子结构涂膜和体型网状分子结构涂膜，这三类涂膜的分子结构见下图:2026/1/24124.1.2建筑涂料的组成助剂，也称为涂料的辅助材料组分，不能单独成膜，而是在涂料成膜后作为涂膜的一个组分而存在。水（或其他溶剂）主要发挥着分散原材料，使其形成均匀的粘稠液体的作用，同时它们还能调整涂料的黏度，起到分散介质的关键效果，对于改善涂膜性质也有一定帮助。成膜物质是组成涂料的基础，是使涂料牢固附着于被涂物面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本特性，因此又称为基料。颜料又称着色剂，是一类有色的微细颗粒状物质，一般不溶于分散介质中，是以其“颗粒”展现其颜色为特征的一类无机或有机物质。1.1.基料2.颜（填）料3.助剂4、水和其他溶剂

建筑涂料由基料、颜（填）料、助剂和水（或溶剂）四部分组成。2026/1/24134.1.3建筑涂料的命名和分类1.建筑涂料的命名国家标准《涂料产品分类和命名》（GB/T2705-2003）对涂料的命名做了以下规定：（1）涂料全名一般是由颜色或颜料名称加上成膜物质名称，再加上基本名称而组成。对于不含颜料的清漆，其全名一般是由成膜物质名称加上基本名称而组成。（2）颜色名称通常由红、黄、蓝、白、黑、绿、紫、棕、灰等颜色，有时再加上深、中、浅等词构成。若颜料对漆膜性能起显著作用，则可用颜料的名称代替颜色的名称，例如铁红、锌黄、红丹等。（3）成膜物质名称可做适当简化，例如聚氨基甲酸酯简化成聚氨酯、环氧树脂简化成环氧、硝酸纤维酯简化为硝基等。漆基中含有多种成膜物质时，选取起主要作用的一种成膜物质命名。2026/1/24144.1.3建筑涂料的命名和分类（4）基本名称表示涂料的基本品种、特性和专业用途，例如清漆、磁漆、底漆、锤纹漆、罐头漆、甲板漆、汽车修补漆等。（5）在成膜物质名称和基本名称之间，必要时可插入适当词语来标明专业用途和特性等，例如白硝基磁漆、绿硝基外用磁漆、红过氯乙烯静电磁漆等。（6）需烘烤干燥的漆，名称中（成膜物质名称和基本名称之间）应有“烘干”字样，例如银灰氨基烘干磁漆、铁红环氧聚酯酚醛烘干绝缘漆。如名称中无“烘干”词，则表明该漆是自然干燥，或自然干燥、烘烤干燥均可。（7）凡双（多）组分的涂料，在名称后应增加“（双组分）”或“（三组分）”等字样，例如聚氨酯木器漆（双组分）。1.建筑涂料的命名2026/1/24154.1.3建筑涂料的命名和分类2.建筑涂料分类01按基料种类分类按基料种类，建筑涂料可分为有机系涂料、无机系涂料、有机无机复合系涂料。02按涂料成膜后的厚度和质感按成膜后的质感与厚度，建筑涂料可分为平面涂料、砂壁状涂料与复层涂料。03按所使用的建筑物部位根据建筑涂料所应用的建筑物部位，将建筑涂料可分为内墙涂料、外墙涂料、地坪涂料、屋面涂料等类型。04按用途分类根据《涂料产品分类和命名》（GB/T2705-2003）推荐，建筑涂料按照用途，可分为墙面涂料、防水涂料、地坪涂料与功能性建筑涂料。2026/1/24164.1.3建筑涂料的命名和分类2.建筑涂料分类2026/1/24174.1.4建筑涂料的制备流程

建筑涂料的生产主要包括以下几个关键步骤：基料的制备，颜（填）料的分散磨细，涂料的配制，过滤、称量及最终的包装，建筑涂料的典型生产工艺流程见下图：2026/1/24184.1.4建筑涂料的制备流程0102基料制备基料的制备是通过高分子聚合反应，获得建筑涂料所需的成膜物质或将高聚物做进一步改性处理的过程。水溶性基料的制备需要先将水溶性高分子聚合物溶解于水中，再加入改性物质，通过发生化学反应得到水溶性基料。0304颜填料的分散与研磨在建筑涂料中使用商品颜、填料，首先应将其分散或研磨，这是因为商品颜、填料都是粉料，其颗粒都是数百个到数千个一次粒子相互凝聚在一起的二次粒子，一般的搅拌方法很难将这些粒子分散，所以需使用砂磨机、胶体磨等研磨设备才能达到所需的分散效果配制涂料将基料、色浆或颜填料、各种助剂按工艺配方调制成均匀的涂料的过程称为建筑涂料的配置。涂料过滤及产品包装少部分颜（填）料在生产过程中粗颗粒尚未被分散，或者是被乳化颗粒与涂料中存在杂质，为获得质量良好的产品，就要把这些粗颗粒和杂质去除。具体可根据产品的要求不同，选择不同规格的筛网将粗颗粒及杂质筛除。2026/1/2419第四章建筑涂料1234概述墙面涂料地坪涂料防水涂料功能性建筑涂料CONTENTS52026/1/24204.2.1外墙涂料外墙涂料氟碳树脂外墙涂料有机硅改性丙烯酸复合外墙涂料氯化橡胶外墙涂料氟碳树脂涂料，也被称为氟碳漆、氟涂料或氟树脂涂料，是一种以氟树脂为主要成膜物质的涂料。FEVE氟碳树脂分子结构烯酸酯是含有α（或β）不饱和羧基结构的有机酸酯，分子中含C-C双键，通常为挥发性液体具有高反应活性和可燃性，且易发生（自）聚合。有机硅改性丙烯酸提高耐水性能的机理氯化橡胶外墙涂料又称氯化橡胶水泥漆。它是由氯化橡胶、溶剂、增塑剂、颜料、填料和助剂等成分精心配制而成的溶剂型外墙涂料。4.2.2内墙涂料

用于建筑物或构筑物内墙面装饰的建筑涂料称为内墙涂料。

与外墙涂料相比，虽然在性能上没有过于严苛的要求，但也有一些不同于外墙涂料的特征要求：内墙涂层是人们在室内到最直接感受到的建筑部分，因而要求内墙装饰涂层质地平滑、细腻、色彩调和。1混凝土墙面基层具有一定量的碱性，因此涂料通常需要具备一定的耐碱性。又因为室内环境存在一定的湿度，还要求涂料具有一定的耐水性。2为确保居住环境的舒适度，内墙涂料要有良好的透气性。室内常存在水汽，透气性不佳的墙面材料易导致结露和挂水现象，进而影响居住体验。3内墙涂料要有涂刷方便的性能。也就是，涂料在涂抹时应当流畅、顺滑，不产生过多的泡沫或杂质，从而确保涂刷过程的顺利进行。4内墙涂料虽然并不像外墙涂料那样对性能有极高的要求，但其在装饰性方面却有更高的标准，比如涂膜的丰满度、平滑性、光泽度以及防霉性能。52026/1/2422第四章建筑涂料1234概述墙面涂料地坪涂料防水涂料功能性建筑涂料CONTENTS54.3.1环氧地坪涂料

环氧地坪涂料由环氧树脂、溶剂和固化剂及颜料、助剂等构成。环氧地坪涂料的主要优势是与水泥基层的黏结力强，能够耐水及其他腐蚀性介质的作用，具有优良的涂膜物理机械性能等，是用量最大的地坪涂料。

作为主要组分的环氧树脂，是分子结构中含有两个或两个以上环氧基团，且能交联的一类合成树脂。其中，环氧基团是由一个氧原子和两个碳原子组成的环。由于环氧基团具备高度的活泼性，从而使环氧树脂能与多种类型的固化剂产生交联反应，从而形成三维网状结构的高聚物。环氧树脂的性能与其分子量高度相关，低分子量的硬度高、脆性大、冲击强度较低；线型的附着力强，多用于挥发型涂料；中分子量的硬度、柔韧性适中。环氧树脂的分子结构及官能团示意图4.3.1环氧地坪涂料适用于电子行业制造车间等对抗静电有要求的环氧防静电地坪适用于有重负荷运行的车间、仓库、通道、地下停车场等区域的环氧砂浆耐磨地坪适用于普通车间等环境要求较低的环氧平涂地坪适用于无尘车间等厂房净化要求比较高的工业生产区域的环氧自流平地坪01020304根据场地的性能要求：根据溶剂类型：环氧自流平地坪水溶性环氧地坪溶剂型环氧地坪水性环氧地坪的物理机械性能比相应溶剂型的要差，但由于其具备着毒性和VOC含量双低、无溶剂或低助溶剂条件下黏度可调范围广、与水泥基材料的附着力强、潮湿环境下可与其他水性聚合物混合使用等性能优势。4.3.2聚氨酯地坪涂料

聚氨酯具有良好的装饰性、物理机械性能和耐候性，可根据选用聚氨酯材料的不同而使涂膜的延伸性能实现广范围变化，例如其性能可从延伸率很高、弹性极好调整到几乎无延伸性的高硬度，因而广泛应用于各类涂料产品中，且多为功能性的、高附加值的品类存在。

与环氧地坪涂料相比，聚氨酯地坪涂料在耐水性、耐酸碱性、抗油污等方面表现更为优异，而且具备着不起尘、易清洁、有弹性等优点。特别是，聚氨酯弹性地坪涂料具有良好的延伸性和抗冲击性，较优异的减震作用，行走舒适，极具高档感。4.3.2聚氨酯地坪涂料按照涂料功能特性的不同，有防滑地坪涂料、弹性地坪涂料、运动场地地坪涂料等类型按照分散介质的不同，聚氨酯地坪涂料有溶剂型、无溶剂型和水性等类型按照使用方式，聚氨酯地坪涂料可分为单组分和双组分0302按照涂料在涂层结构中的作用，有封闭底涂料、中层涂料和面涂料以及水性聚氨酯水泥复合砂浆等类型0104聚氨酯地坪涂料的分类：4.3.2聚氨酯地坪涂料

双组分水性聚氨酯涂料的成膜机理与一般的聚合物乳液涂料成膜有很大的区别，同时与溶剂型聚氨酯涂料的成膜机理也完全不同，以下为双组分水性聚氨酯涂料的固化成膜示意图：双组分水性聚氨酯涂料的成膜示意图

泡泡吧聚氨酯艺术地坪（水立方）4.3.3甲基丙烯酸甲酯地坪涂料

作为一种新型地坪涂料，甲基丙烯酸甲酯地坪涂料是以聚甲基丙烯酸甲酯为基料，以甲基丙烯酸甲酯等反应性单体作为交联剂，包含高熔点蜡液、专用粉料、骨料及助剂等组分的涂料。

利用引发剂促进的自由基交联聚合，甲基丙烯酸甲酯地坪涂料可以迅速固化形成高强度的涂膜，而且固化温度范围宽广，甚至可实现低温固化（固化温度范围为-30~35℃）、耐候性优异、绿色环保，在国际上特别是西欧和日本已得到了广泛应用。4.3.3甲基丙烯酸甲酯地坪涂料

在混凝土基层上施工甲基丙烯酸甲酯地坪材料时，单层施工设计厚度不应小于0.3mm，系统设计厚度不应小于1.5mm。

甲基丙烯酸甲酯地坪系统通常应由混凝土基层、底涂层、中涂层、面涂层构成。甲基丙烯酸甲酯地坪系统构造示意图见图：甲基丙烯酸甲酯地坪系统构造示意图1-混凝土基层2-底涂层3-中涂层4-面涂层2026/1/2430第四章建筑涂料1234概述墙面涂料地坪涂料防水涂料功能性建筑涂料CONTENTS54.4防水涂料

由于防水涂料的防水效果好且施工简单，尤其适合于表面形状复杂的结构防水工程，广泛应用于建筑物的屋面、墙面、室内和地面、地下工程以及其他工程的防水。防水涂料主要有乳液型、溶剂型、反应型三大类：种类成膜特点施工特点贮存及注意事项乳液型通过水分蒸发，高分子材料经过固体微粒靠近、接触、变形等过程而成膜，涂层干燥较慢，一次成膜的致密性较溶剂型涂料低。施工较安全，操作简单，不污染环境，可在较为潮湿的找平层上施工，一般不宜在5℃以下的气温下施工，生产成本较低。贮存期一般不宜超过半年产品无毒、不燃，生产及贮存使用均比较安全。溶剂型通过溶剂的挥发，经过高分子材料的分子链接触、搭接等过程而成膜，涂层干燥快，结膜较薄而致密。溶剂苯有毒，对环境有污染，人体易受侵害，施工时，应具备良好的通风环境，以保证人身安全。涂料贮存的稳定性较好，应密封存放，产品易燃、易爆、有毒，生产、运输、贮存和施工时均应注意安全、注意防火。反应型通过液态高分子预聚物与固化剂等辅料发生化学反应而成膜，可一次结成致密的较厚的涂膜，几乎无收缩。施工时，需在现场按规定配方进行准确配料，搅拌应均匀，方可保证施工质量，价格较高一些。双组分涂料每组分需分别桶装、密封存放，产品有异味，生产运输贮存和施工时均应注意防火。4.4防水涂料HJ457-2009规定，产品质量应符合各自产品质量标准的要求，并且产品生产企业污染物排放应符合国家或地方规定的污染物排放标准的要求，同时产品中不得人为添加下表中所列的物质。类别物质乙二醇醚及其酯类乙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯邻苯二甲酸酯类邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二正丁酯（DBP）二元胺乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）、支链十二烷基苯磺酸钠（ABS）酮类3,5,5-三甲基2环己烯基-1-酮（异佛尔酮）有机溶剂二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷，三氯乙烷、四氯化碳、正己烷4.4.1双组分聚合物水泥防水涂料双组分聚合物水泥防水涂料的主要性能特点有：防水性能优异，双组分聚合物水泥防水涂料形成的防水膜致密无孔，能够有效阻止水分渗透，确保防水层的完整性。无论是静态水还是动态水，都能得到良好的防水效果。1高弹性和耐久性，聚合物乳液赋予了涂料高弹性，而水泥基料则提供了优异的耐久性。这种结合使得防水层即使在长期受到外力作用或环境变化时，也能保持其稳定性和防水性能。2环保健康，双组分聚合物水泥防水涂料采用环保型原材料生产，不含有害物质。在使用过程中，不会释放有害物质，对环境和人体健康均无危害。3施工简便，涂料施工简便，可采用涂刷、喷涂或滚涂等多种方式施工。同时，其固化速度适中，便于施工操作，可大幅度缩短工期。4广泛的适用性，双组分聚合物水泥防水涂料适用于多种基材，如混凝土、砖墙、石膏板等。无论是新建工程还是旧房改造，都能得到良好的防水效果。54.4.2单组分丙烯酸酯聚合物乳液防水涂料单组分的丙烯酸酯聚合物乳液防水涂料特点主要有：优异的防水性能，涂料中的丙烯酸酯聚合物乳液能够形成致密、坚韧的防水膜，有效阻止水分渗透。同时，该防水膜具有良好的耐候性和抗老化性能，能够在长期使用中保持稳定的防水效果。环保健康，采用水性乳液体系，不含有害溶剂，对环境友好。同时，在生产和使用过程中不会产生有害物质，对施工人员和居住者的健康均无危害。施工简便快捷，作为单组分涂料，无需现场混合调配，大大简化了施工步骤。同时，乳液涂料具有良好的流平性和渗透性，能够轻松涂刷在各种基材表面，形成均匀的防水层。4.4.3水性聚氨酯防水涂料生产流程：制备低分子量的聚氨酯预聚物，随后在水相中利用亚胺与预聚物进行混合扩链。将聚氨酯树脂溶解于如丙酮等溶剂中，降低其黏度后分散于溶剂之中，然后去除溶剂。在分子中引入亲水性基团，使其能够均匀扩散于水中，形成稳定的溶液。2026/1/2436第四章建筑涂料1234概述墙面涂料地坪涂料防水涂料功能性建筑涂料CONTENTS54.5.1防火涂料燃烧是一种放热发光的化学反应，通常伴有火焰、发光、发烟的现象。燃烧的产生与进行可燃物质助燃剂火源

阻止燃烧降低温度隔绝空气移除可燃物4.5.1防火涂料防火涂料可分为无机防火涂料、有机防火涂料和有机无机复合防火涂料。无机防火涂料以无机盐为主要基料，这类涂料具有优异的耐高温性能和稳定性，适用于高温环境下的防火保护。而有机防火涂料则采用合成树脂作为基料，这类涂料通常具有较好的附着力和装饰性，适用于室内装饰和一般建筑结构的防火保护。按基料的性质不同防火涂料可分为水溶性防火涂料和溶剂型防火涂料。水溶性防火涂料一般用水作为分散介质，具有环保、易施工等优点，适用于室内和室外多种基材的防火保护。而溶剂型防火涂料则采用有机溶剂作为分散介质，具有更好的成膜性和耐候性，适用于一些特殊场合的防火保护。防火涂料按涂覆的基材不同，可分为钢结构防火涂料、混凝土结构防火涂料以及木结构防火涂料等。按使用的分散介质的不同防火涂料可分为膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料两大类。膨胀型防火涂料在受热时，涂层内部的化学物质会发生反应，产生大量的气体和泡沫，形成一层膨胀的炭化层，有效隔绝热量和火焰的传播。而非膨胀型防火涂料则通过