寒區綠色水性多彩建筑涂料的研究

鄭成艷++劉圣偉++戚佰冬++郭春

摘 要：多彩涂料是指用一次涂裝能得到彩色花紋的涂料，它通常包含有兩種或兩種以上的顏色顆粒，形成的色彩圖案多樣。根據其構成原理，多彩涂料主要分成4種類型：O/W（水包油型）、W/O（油包水型）、O/O（油包油型）、W/W（水包水型）。水性多彩建筑涂料一次施工即能得到深淺層次不同的多彩花紋，并能適應砂漿、灰漿、混凝土、石膏板、木材等多種建筑材料，達到顯著的裝飾效果。本文通過對保保護膠體、顏填料等主要組分對分散介質（連續相）和分散相（顏色顆粒）的影響進行了研究，并對多彩涂料組份的配比、性能等問題進行了探討，旨在研究一種適合寒區的一種水包水型綠色水性多彩建筑涂料。

關鍵詞：水包水；分散介質；多彩涂料

前言

目前大多數的多彩涂料是基于水油不相容的特性而制備的。這種不相容性保持了不同顏料的分散，在一種涂料中產生出多彩的體系。這樣的多彩涂料必然包含一種或多種有機溶劑。有機溶劑有很大的缺點：有毒，易燃，而且污染環境。隨著現在人們對環境問題關注，需要減少甚至消除有機溶劑在涂料中的使用。

水性多彩涂料適用于水泥砂漿表面、混凝土表面、水泥纖維板、EPS外墻保溫系統外層裝飾面中，具有仿大理石材質。克服現有干掛大理石體系易脫落、自重大、不能隨建筑物造型彎曲粘貼等缺點。其主要性能特點如下：（1）色彩豐富，圖案變化多樣、生動活潑、雅俗共賞；（2）性能優異，耐水、耐油、耐化學藥品、耐洗刷：（3）涂層一氣呵成，無接縫、無卷邊、無霉變，有取代壁紙的趨勢；（4）對基層的適應性強，可在各種建筑材料上使用；（5）一次噴涂，施工方便，縮短工期。因此，多彩涂料是目前裝飾建筑材料中的更新換代產品，有著十分廣泛的發展前景。

1.實驗材料

1） 保護膠粉：選用濟南某公司生產的保護膠粉

2） 外墻色漆：普通外墻乳膠漆，用無機氧化鐵色漿調色

3） 彈性乳液：選擇丙烯酸型的乳液

4） 堿溶脹增稠劑：選擇東方明天公司生產的增稠劑

5） 助劑：包括消泡劑、殺菌劑、成膜助劑

6）色漿：水性色漿

2.試驗

2.1保護膠體摻量對成粒的影響

保護膠體在顏料組份中，主要起提高粘度的作用，對成粒也有一定的幫助，見表2-1。

保護膠粉分散后會有部分絮狀物質分散不均勻，存放24小時后再用即可。經過反復試驗本試驗配方最終確定保護膠粉在水中分散的最佳摻量為12g，水185 g.

2.2增稠劑的摻量對造粒的影晌

以堿溶脹增稠劑為例，對增稠劑在分散介質中的用量進行調節。由于增稠劑對成粒有作用，而且能使體系增稠，故從這兩方面對增稠劑的作用效果進行考察，詳見表2-2。

從表2-2可以看出，增稠劑的用量在5%-10%之間都能夠很好的成粒。增稠劑用量較高時，體系的粘度會隨著時間的增加而增加，所以增稠劑的用量控制在10 g以下，而進行了下面多彩涂料的粘度隨時間變化的考察，本實驗確定增稠劑的摻量為10g。

2.3顏料對成粒的影響

由于多彩涂料需要同時使用幾種顏料，而不同顏料相同質量下的體積差異很大， 這就需要根據臨界顏料體積濃度選擇顏料的合理用量。臨界顏料體積濃度高的顏料可以多加一些，臨界顏料體積濃度低的顏料則不能加入過多，否則聚合物就不能將顏料 粒子間的空隙完全充滿，這些未被填充的空隙就潛藏在涂膜中，使涂膜的物性急劇下 降。表現在色粒上就是色粒容易破碎，并逐漸粉化。這就需要針對每一種顏料，確定 其最佳用量。下面是以鐵黃顏料為例所做的實驗：

2.4填料對成粒的影響

不同的顏料一般情況下密度也是不同的，會直接影響到這種顏色的色粒在多彩涂料體系中的浮沉狀態。本實驗選擇碳酸鈣作為填料，通過碳酸鈣的添加，改變不同顏料所成色粒的浮沉狀態，使其達到一致，并且碳酸鈣的使用有助于提高涂料的流平性及涂膜的抗研磨性，還有一定的遮蓋力。對重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣的 實驗情況見下表：

2.5剪切速率對多彩涂料的影響

依靠攪拌器的剪切力，把各種顏色的分散相在分散介質中剪切成各種顏色粒子， 因此隨著剪切速率的提高，色粒會被分散的越來越小。因此對剪切速率的控制是非常重要的，它直接影響色粒的大小。而且不同的攪拌槳形狀會產生不同的剪切方式，由此形成的色粒形狀也發生改變。

3.配方的確定

經過實驗室反復試驗，測試性能指標，工廠小試確定寒區綠色水性多彩建筑涂料配方如下：

1）保護膠1溶液的配置：

名稱 水 保護膠 消泡劑 殺菌劑

摻量 185 12 2 1

2）基礎漆（分散相）配制：

名稱 外墻

色漆 彈性

乳液 水 保護

膠 堿溶脹

增稠劑 保護膠1溶液 消泡劑 殺菌劑

摻量 100 50 77 60 10 200 2 1

注：邊攪拌邊按順序加入1-8，調粘度至110-130ku，碎小花紋粘度取下限。

3）連續相配制：

水 復合凝膠劑 消泡劑 殺菌劑 乳液（苯丙、純丙、硅丙） 成膜助劑 增稠劑

356 9.5 1 0.5 125 6 2

4）造粒：

將一份分散相通過篩網漏入連續相中，篩網直徑根據花紋大小選用4-10mm左右，篩孔間距約5-10mm，以保證分散相加入時彼此不發生粘連，用漿式攪拌機（轉速100-300轉/分鐘）攪拌幾分鐘即可。

4.多彩涂料的性能的檢測

測試結果參照中華人民共和國國家標準《復層建筑涂料》（GB/T 9779）進行制樣、測試。

5.結論：

1）保護膠溶液中保護膠粉中的摻量為12g。

2）分散相的粘度控制在110-130ku，碎小花紋粘度取下限。

3）造粒過程中采用槳式攪拌機，攪拌速度應適當轉速100-300轉/分鐘，攪拌速度過快，粒子太碎容易混色。

4）多彩涂料的最佳配比：分散相占50%，連續相占50%。分散相加入到連續相中。

【文章編號】1627-6868（2016）11-0016-03