郭雙華

（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225127）

江蘇地區(qū)冬末春初季節(jié)施工用真石漆的制備

郭雙華

（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225127）

選用硅丙乳液為真石漆基料，以彩砂為填料，苯甲醇、乙二醇單丁醚、Texanol為成膜助劑，添加增稠劑、殺菌劑、pH調(diào)節(jié)劑等配制成適用于冬末春初季節(jié)施工用真石漆，經(jīng)測(cè)試其性能符合JG/T 24—2000《合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料》標(biāo)準(zhǔn)要求。

真石漆；硅丙乳液；硅溶膠；施工

真石漆具有仿大理石、花崗巖等天然石材的特點(diǎn)，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求制備出各種立體形狀的花紋結(jié)構(gòu)，可在水泥磚墻、泡沫、石膏、鋁板、玻璃等多種基面上根據(jù)建筑物的造型涂裝，是建筑外墻涂飾裝修中主導(dǎo)的涂層材料之一，逐漸取代外墻干掛石材。但真石漆在冬末春初施工易出現(xiàn)漆膜開裂、發(fā)軟、耐水性差等問題，本文選擇合適的真石漆乳液、成膜助劑、增稠劑等配制適用于江蘇地區(qū)冬末春初季節(jié)施工的真石漆。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1主要原材料

普通苯丙乳液RS-998A、真石漆專用苯丙乳液RS-991H、硅丙乳液8666：巴德富實(shí)業(yè)有限公司；人造彩砂（10～120目）：靈壽縣石峰礦業(yè)加工廠；增稠劑：美國(guó)羅門哈斯公司；成膜助劑：Texanol醇酯，伊士曼化學(xué)公司；硅溶膠：浙江宇達(dá)化工有限公司。

1.2主要儀器設(shè)備

電子天平：JD300-3型，河南兄弟儀器設(shè)備有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱：101-1B型，天津泰斯特儀器有限公司；實(shí)驗(yàn)分散砂磨兩用機(jī)：萊州市坤龍化工機(jī)械廠；分析天平：上海四科儀器設(shè)備有限公司；高低溫濕熱試驗(yàn)箱：無錫市卓誠(chéng)試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3試樣制備

真石漆小樣顏色調(diào)制好后進(jìn)行樣板的制作，制作樣板時(shí)選用質(zhì)地密實(shí)、含堿量少、不易變形的尺寸為150 mm×70 mm× 5 mm的石棉水泥板作基材。將基材表面的泥屑、油污等雜物清洗干凈，并將石棉水泥板用水性膩?zhàn)犹钛a(bǔ)平整，按標(biāo)準(zhǔn)候噴涂底漆、真石漆中間層、面漆。樣板放在模擬江蘇地區(qū)冬末春初的氣候（0～5℃，濕度85%）養(yǎng)護(hù)7 d，然后進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試。

1.4真石漆的實(shí)驗(yàn)配方

試驗(yàn)中真石漆的底漆和罩面漆的配方均保持不變，僅對(duì)真石漆中間層進(jìn)行調(diào)整。

1.4.1底漆配方（見表1）

表1　底漆配方

1.4.2真石漆中間層配方（見表2）

表2　真石漆中間層的試驗(yàn)配方

1.4.3罩面漆配方（見表3）

表3　罩面漆的配方

1.5真石漆的制備工藝流程（見圖1）

圖1　真石漆的制備工藝流程

2　乳液的選擇

2.1乳液的類型

乳液是真石漆的主要成分，對(duì)涂料性能的影響最大。真石漆漆膜發(fā)白的主要原因：一是聚合物與填料之間存在較大的界面，水容易進(jìn)入其中；二是乳液中的乳化劑具有親水性而易于吸水。涂料成膜過程中，進(jìn)入空隙中的水蒸發(fā)后，如果不能復(fù)原，而留有一個(gè)個(gè)的空隙，就會(huì)造成漆膜發(fā)白、發(fā)花。因此選擇合適的乳液，使乳液和填料之間有良好的粘結(jié)強(qiáng)度、致密性，減少水的進(jìn)入是關(guān)鍵，即提高漆膜的初期耐水白性能。目前制備乳膠漆的乳液主要有純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液3大類。其中硅丙乳液的耐候性、耐黃變性能最好，但價(jià)格較高；純丙乳液的耐黃變性能好，但價(jià)格較苯丙乳液高。從性價(jià)比及綜合性能考慮，本文采用普通苯丙乳液RS-998A、真石漆專用苯丙乳液RS-991H、硅丙乳液8666等3種乳液配漆制板進(jìn)行試驗(yàn)。

2.1.1真石漆的耐水白性能

選用不同乳液，按表2配方制備真石漆中間層（下同），噴涂，制成試板，在0～5℃，相對(duì)濕度85%下養(yǎng)護(hù)7 d后，浸水48 h，觀察濕態(tài)時(shí)漆膜的發(fā)白情況。試驗(yàn)結(jié)果為：用普通苯丙乳液RS-998A制成的真石漆的漆膜發(fā)白嚴(yán)重，用真石漆專用苯丙乳液RS-991H制成的真石漆漆膜略有發(fā)白，用硅丙乳液8666制成的真石漆漆膜幾乎無發(fā)白現(xiàn)象。

硅丙乳液8666制成的真石漆耐水白性能最好，硅丙乳液8666是在合成乳液時(shí)加入反應(yīng)型硅烷單體，使—Si—O—植入聚合物乳液中，其成膜后引入的—Si—O—鍵使漆膜的耐水白、耐水性和附著力及粘結(jié)強(qiáng)度有明顯的提高，由于硅的存在，提高了漆膜的憎水性，吸水率下降，使漆膜具有優(yōu)異的性能。

2.1.2真石漆的耐黃變性能

分別用3種不同乳液按實(shí)驗(yàn)配方配制真石漆，噴涂制成標(biāo)準(zhǔn)板，在0～5℃，相對(duì)濕度85%下養(yǎng)護(hù)7 d后。在紫外線老化箱[500 W直行高壓汞燈照射，燈管與樣板距離48 cm，老化箱內(nèi)空間溫度為（45±2）℃]照射500 h后，觀察耐黃變性能。結(jié)果表明：用普通苯丙乳液RS-998A制成的真石漆漆膜嚴(yán)重泛黃、用真石漆專用苯丙乳液RS-991H制成的真石漆漆膜輕微變黃、用硅丙乳液8666制成的真石漆漆膜基本不變黃。其原因是硅丙乳液8666引入了Si—O鍵，改善了該乳液的抗黃變性，但乳液成膜后仍然含有苯環(huán)，所以仍有一定的黃變，硅丙乳液適宜制備深色真石漆，不適宜做灰色、純白色真石漆。

2.2乳液粒徑對(duì)真石漆性能的影響

涂料用乳液主要由聚合物粒子、水、乳化劑等組成，江蘇地區(qū)冬末春初的周圍環(huán)境濕度大，提高漆膜的致密性會(huì)減少水分進(jìn)入真石漆內(nèi)部，乳液的粒徑越小，對(duì)乳液和顏料的結(jié)合、漆膜的光澤、漆膜的遮蓋力及漆膜的成膜性有利；但粒子過細(xì)，配制的真石漆在施工時(shí)阻力大，容易造成滯刷；粒徑越大，對(duì)漆膜的流動(dòng)性、顏色穩(wěn)定性、著色性、豐滿度越有利，但耐水性會(huì)越差，綜合考慮，一般選擇粒徑在0.1～0.6 μm，外觀乳白略帶藍(lán)相的乳液。

由此試驗(yàn)得出，江蘇地區(qū)冬末春初施工用真石漆的配制宜選用粒徑在0.1～0.6 μm，外觀乳白略帶藍(lán)相的硅丙乳液。

3　助劑的選擇

3.1成膜助劑對(duì)真石漆漆膜性能的影響

冬末春初施工真石漆時(shí)，涂料成膜速率是影響涂膜性能的主要因素，成膜助劑是一種易揮發(fā)的暫時(shí)性增塑劑，能促進(jìn)高分子化合物塑性流動(dòng)和彈性變形，改善聚結(jié)性能，能在環(huán)境溫度低于乳液成膜溫度時(shí)改善乳液的成膜機(jī)理，促進(jìn)成膜，成膜后成膜助劑揮發(fā)。成膜助劑在乳液成膜過程中提供足夠的自由體積，經(jīng)歷水分揮發(fā)、乳膠粒變形和乳膠分子鏈段擴(kuò)散纏繞3個(gè)階段而融合成連續(xù)膜[1]。硅丙乳液的最低成膜溫度為23℃，用其制成真石漆的成膜溫度會(huì)更高一些，為了使真石漆在低溫時(shí)成膜，必須將真石漆的最低成膜溫度降低。由成膜助劑與乳液的相容性、不同用量的成膜助劑所達(dá)到的最低成膜溫度[1]、成膜助劑的性能參數(shù)等指標(biāo)，確定Texanol酯醇為主要的成膜助劑。Texanol酯醇能迅速降低涂料的成膜溫度，使涂料在低溫下成膜，但由于成膜速度過快會(huì)引起的發(fā)花、開裂。而醇醚類成膜助劑能夠控制乳膠漆的干燥速率，一般通過加入沸點(diǎn)相對(duì)較低、揮發(fā)速率相對(duì)較快的乙二醇單丁醚調(diào)節(jié)涂料中水分的蒸發(fā)速度，使涂膜邊緣的濕重疊不會(huì)崩裂，當(dāng)水分從乳膠漆膜中蒸發(fā)時(shí)，還能促進(jìn)各組分之間的互溶，從而改善真石漆的耐水白性能。真石漆漆膜中水分揮發(fā)速度減慢，甚至不揮發(fā)，但成膜助劑仍然在揮發(fā)，這時(shí)容易導(dǎo)致真石漆漆膜不能成膜。根據(jù)相似相容原理，為提高乳液和成膜助劑的相容性，加入苯甲醇進(jìn)行復(fù)配。冬末春初的真石漆，其成膜助劑的添加量要比夏季多，添加足夠量的成膜助劑，能避免漆膜開裂。通過大量的試驗(yàn)得出，硅丙乳液制成的真石漆，在0～5℃，濕度85%下養(yǎng)護(hù)7 d后，取出樣板立即在水流下沖30 min，觀察發(fā)白情況，結(jié)果如圖2所示。單獨(dú)使用乙二醇單丁醚使漆膜易開裂，單獨(dú)使用Texanol酯醇易發(fā)花，而Texanol酯醇、乙二醇單丁醚、苯甲醇復(fù)配時(shí)效果較好，使用三者復(fù)配的成膜助劑，在0～5℃、相對(duì)濕度85%下能夠有效地控制真石漆中水分及其它助劑的揮發(fā)速率幾乎相同，從而使漆膜性能優(yōu)良。

圖2　成膜助劑對(duì)真石漆的影響

3.2增稠劑對(duì)真石漆漆膜性能的影響

真石漆中彩砂含量高、密度大、極易沉淀，需加入增稠劑增大其黏度，改善觸變性、施工性，延長(zhǎng)貯存期。真石漆常用的增稠劑有纖維素、堿溶性增稠劑、締合型增稠劑。纖維素增稠劑使用方便，增稠效果好，添加量越多對(duì)基材的附著性越好，但會(huì)使涂膜干燥時(shí)間延長(zhǎng)，涂膜在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)軟，不易干燥，而且纖維素增稠劑易腐敗變質(zhì)，其親水性影響乳液的耐水性，常使乳液的耐水白性變差，對(duì)0～5℃，相對(duì)濕度85%下真石漆成膜不利。疏水改性堿溶性增稠劑與纖維素比較，耐霉變性好，它對(duì)水相和乳液均能增稠，耐水性有所改善。聚氨酯締合型增稠劑只對(duì)乳液增稠，在締合型增稠劑分子中含有至少2個(gè)憎水基團(tuán)，不但互相締合，還與乳液中的乳化劑締合，在水中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，起到增稠效果，耐霉變性和耐水性都非常好[2]。將Texanol、乙二醇單丁醚、苯甲醇復(fù)配成膜助劑添加到硅丙乳液、彩砂等配制的真石漆中，添加不同的增稠劑，測(cè)試漆膜的性能。結(jié)果表明，添加羥乙基纖維素的真石漆漆膜發(fā)白嚴(yán)重，添加堿溶性增稠劑的真石漆漆膜略泛白，添加堿溶性增稠劑和聚氨酯締合型增稠劑的漆膜性能良好，無泛白現(xiàn)象。在保證不影響涂料的耐水白性、原料成本的基礎(chǔ)上，減少保水性好的增稠劑，選擇觸變性強(qiáng)的疏水改性堿溶性增稠劑和聚氨酯締合型增稠劑復(fù)配對(duì)真石漆性能較有利。

3.3硅溶膠對(duì)真石漆漆膜性能的影響

硅溶液在失去水分時(shí)，膠體粒子牢固地附著在物體表面，膠粒間通過脫羥基形成硅氧鍵，Si—OH含量逐漸降低，單體硅酸逐漸聚合成高聚硅膠，隨水分的蒸發(fā)，膠體分子增大，最后形成—SiO—O—SiO—涂膜。硅溶膠細(xì)微的顆粒，對(duì)基層有較強(qiáng)的滲透力，能通過毛細(xì)管滲透到基層內(nèi)部，并能與混凝土基層中的氫氧化鈣反應(yīng)生成硅酸鈣，使涂料具有較強(qiáng)的粘結(jié)力。硅溶膠干燥析膠后易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，涂膜堅(jiān)硬、附著力強(qiáng)、耐水耐候性好，而且涂膜致密且較硬，不產(chǎn)生靜電，空氣中各種塵埃難粘附，提高真石漆的耐沾污性。硅溶膠成膜后其耐水性、耐熱性能明顯優(yōu)于有機(jī)涂料。用硅丙乳液、Texanol、乙二醇單丁醚、苯甲醇復(fù)配成膜助劑、彩砂、堿溶性增稠劑和聚氨酯締合型增稠劑等真石漆，對(duì)添加和未添加硅溶膠的真石漆進(jìn)行性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)未添加硅溶膠的真石漆漆膜發(fā)花，而添加了硅溶膠的真石漆漆膜性能良好，無發(fā)花現(xiàn)象。這是由于配方中的硅溶膠能與硅丙乳液互溶，兩者的特性相互補(bǔ)充，可以配制出性能優(yōu)良的真石漆，對(duì)耐水白、漆膜發(fā)白現(xiàn)象有改善（見圖3）。

圖3　硅溶膠對(duì)真石漆性能的影響

4　真石漆配方確定及性能測(cè)試

4.1真石漆配方的確定通過試驗(yàn)，確定真石漆中間層的優(yōu)選配方如表4所示。

表4　真石漆中間層的優(yōu)選配方

4.2真石漆性能測(cè)試

真石漆的底漆按表1、中間層按表4、罩面漆按表3分別配制，按真石漆的施工工藝噴涂后在0～5℃、相對(duì)濕度85%下養(yǎng)護(hù)7 d后進(jìn)行性能測(cè)試，各項(xiàng)性能均符合JG/T 24—2000《合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料》標(biāo)準(zhǔn)要求，測(cè)試結(jié)果見表5。

表5　按優(yōu)選配方所制真石漆的性能測(cè)試結(jié)果

5　結(jié)語

（1）采用硅丙乳液8666為基料制備真石漆，可解決冬末春初真石漆泛白不能恢復(fù)的問題，為改善成膜性能選用0.1～0.6 μm、外觀乳白帶藍(lán)相的乳液。該硅丙的耐水白性，因乳液中含有苯環(huán)，不適宜做灰色、淺色真石漆。

（2）在冬末春初的條件下，真石漆漆膜中水分揮發(fā)速度減慢甚至不揮發(fā)，容易導(dǎo)致真石漆漆膜不能成膜或漆膜發(fā)軟，通過采用醇酯、乙二醇單丁醚、苯甲醇三者復(fù)配來降低涂料的最低成膜溫度，達(dá)到提高漆膜干燥速度和成膜性的目的，避免真石漆出現(xiàn)泛白、發(fā)花的問題。配方中減少保水性助劑的添加量，而添加硅溶膠，提高真石漆膜的硬度、附著力、耐水和耐候性等，避免漆膜開裂、發(fā)軟、耐水性差等問題。

[1]林宣益.成膜助劑的助成膜機(jī)理、性能和發(fā)展趨勢(shì)[J].化學(xué)建材，2004（4）：14-15.

[2]朱文利.涂抹真石漆的研制[J].涂料工業(yè)，2005（11）：17-19.

Preparation of stone-like coating for construction in late winter and early spring season in Jiangsu area

GUO Shuanghua
（Yangzhou Polytechnic Institute，Yangzhou 225127，China）

In this article，in order to prepare stone-like coating selected silicone acrylate emulsion as base stock，color sand as filler，benzyl alcohol，ethylene glycol butyl ether and Texanol as coalescing agents，add thickening agent and bactericidal agent，pH regulator and formulated to be applicable for late winter early spring season construction.Test results show its performance can reach the national standard JG/T 24—2000"Sand textured building coating based on synthetic resin emulsion".

stone-like coating，silicone acrylic emulsion，silica sol，construction

TU56+1.62

A

1001-702X（2016）10-0021-04

2015-04-01；

2015-05-12

郭雙華，女，1983年生，山東單縣人，碩士，講師，研究方向：精細(xì)化工。