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涂料基本知识  

2008-01-14 20:24:11|  分类: 涂料综述 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一. 涂料的定义、建筑涂料的主要功能及其分类

1. 定义:涂于物体表面能形成牢固附着的连续固态薄膜具有保护装饰或特殊性能(如绝缘、防腐、标志等)的一类液体或固体材料之总称。

   早期大多以植物油或天然大漆为主要原料,故有"油漆"之称,现在合成树脂已大部或全部取代了植物油和大漆,故称之为"涂料"更确切。

2. 建筑涂料的主要功能:

⑴ 饰功能:赋予建筑物丰富的色彩,而且具有一定的光泽度和平滑性,还有较好质感和手感,也可以增加层次感和立体感。

⑵保护功能:建筑物暴露在大气中,受日晒、风吹、雨淋、霜雪和冰雹的袭击;因温差、冻融循环、腐蚀性气体和微生物的作用,涂料能起保护作用。

⑶特殊功能:指具有防水放火、防霉、杀虫、隔声、防静电和发光的特殊功能的涂料。

3. 建筑涂料的分类:

   建筑装饰涂料主要是指用于建筑物内墙、外墙、天花板、地面还包括门窗、屋面及所有木质构件及金属构件装饰的一类涂料。

A. 按照涂料使用部位分类:

     墙体涂料(内、外墙)

     地面涂料

屋面涂料

木质涂料

--   金属防锈涂料

B. 按照主要成膜物质分类:

     有机高分子涂料(聚醋酸乙烯、丙稀酸、环氧和聚氨酯类树脂等)。

     无机高分子涂料(硅溶胶类和硅酸盐类);

     有机无机高分子复合涂料(聚乙烯醇水玻璃、聚合物改性水泥和水性硅氧烷等);

油性涂料(传统的以干性油为基础的涂料也称油漆)。

目前大部分涂料属于有机涂料。

C. 按照分散介质分类:

     水溶性涂料:以水溶性高聚物为成膜物质的产品---分散介质是水。

     乳胶型涂料:以各种不饱和单体经乳液聚合得到的分散体系(乳液)为基础,配 合颜填料、助剂后就成为乳胶漆---分散介质是水。

     溶剂型涂料:以高分子合成树脂为成膜物质---分散介质是有机溶剂如:甲苯、二 甲苯、200号溶剂油和醇类等。

  无溶剂型涂料:以热固性树脂作为成膜物质,通过加固化剂使之发生交联固化,

                如粉末涂料。

D. 按装饰功能分类:

    平壁状饰面涂料

砂壁状饰面涂料

立体花纹饰面涂料

E. 按涂层作用分类:

封闭剂:用于隔离上层涂料与下层基材表面的材料。

    腻子:用于消除涂漆前较小表面缺陷的厚浆状涂料。

    底漆:多层涂装时,直接涂在底材上的涂料。

    中间涂层:多层涂装时介于底漆与面漆之间,用来修整平整表面的色漆。

    面漆:多层涂装时,涂于最上层的色漆或清漆。

4、什么是乳胶漆

凡是用水作溶剂或分散介质的涂料都可称为水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水乳化涂料和水分散性涂料。

乳胶漆是合成树脂乳液涂料的俗称,属于水分散性涂料。

乳胶漆以合成树脂乳液为基料,并把颜料、填料经过研磨分散后加入各种助剂配制而成的涂料。

   涂料对环境的污染主要是有机挥发物(即"VOC" )向大气中的排放,所以降低涂料的"VOC"是环境保护对涂料提出的课题。

   目前涂料降低"VOC"的途径主要是:

       提高涂料固体含量的高固体涂料

       以活性溶剂代替挥发性溶剂的无溶剂涂料

       以粉末形态经熔融成膜的粉末涂料

       以水代替有机溶剂的水性涂料

   由于乳胶漆是用水作溶剂,解决了溶剂型涂料中使用有机材料作溶剂而造成对环境和对人体健康的影响问题。因此,近年来在建筑装饰涂料中广泛采用。福乐阁的产品大部分都是属于乳胶漆类型。

二. 建筑涂料的组成与性能

A、基料---主要成膜物质,也称粘合剂。它能将涂料中的其它组分粘结成一整体,   是涂料配方的基础,必不可少的基本成分,对涂料的性质起决定性作用。

B、颜填料---次要成膜物质,构成涂膜的重要组成部分,不能够单独成膜,但对 涂膜性能有巨大的影响。

C.溶剂或水---辅助成膜物质,最终不留在涂膜中。

D.助剂---辅助材料,用量很少但作用显著,能极大的提高涂料涂膜的性质。

1、基料应具有的特点、性能

a、 具有较好的耐候性

   耐候性是指对恶劣天气的抵抗能力,如冻融循环、大风暴雨和烈日等。在规定的某一段时间内保持各项性能指标不变或略降,但仍能符合使用要求。

b、 要能够常温成膜

并非所有的基料均能够常温成膜,对一些玻璃化温度比较高的基料,不适合用作建筑涂料。一般来说,建筑类涂料要求能在5~26℃之间成膜。

c、 较好的耐碱性

   涂料一般是涂在水泥混凝土、含石灰抹灰材料等碱性墙体上,这些基面碱性比较强,如果涂料抗碱能力弱,则会出现皂化、返碱发花等现象,结果会导致涂层剥落或变色褪色。

   杜朗的专用底漆“D002”具有优秀的抗碱能力,能抵御墙体碱性。

d、 .耐洗刷性

   涂料作为建筑的外衣,在外墙要受到雨水的洗刷,而在内墙要受到用户的刷洗,如果涂料不耐洗刷,那么很快就会露底。

杜朗涂料的主要成膜物质主要采用了丙稀酸类树脂,这类树脂具有极好的耐光、耐候性能,在室外紫外光的照射下不易分解或变黄;此外杜朗在聚合物的单体选择和配比上精挑细选,最后才得出科学使用的配方,使杜朗涂料在品质上始终胜人一筹。

2、 填料应具有的性能、特点

⑴ 颜料

   按化学成分:有机颜料、无机颜料;

   按来源分为:天然颜料、合成颜料;

   按作用分为:白色颜料、着色颜料;

   颜料应具有良好的着色力、良好的遮盖力和抗碱性。影响颜料的性能的主要因素有:颜料粒子的大小,粒子形状等。粒子形状越小,分散度越大,反射光的面积越多,因而遮盖力越好,着色力越好,当颜料的粒径为可见光波长(400—700nm)的一半时,遮盖力最大。粒子形状主要影响涂料的流动性,贮存性和耐久性。在目前的常用颜料中,白色颜料主要在使用钛白粉、锌白和立德粉等。其中钛白粉质量最好,它的折射率为2.72(金红石型)和2.55(锐钛型),抗弱酸碱,耐热,抗紫外线不变黄。锌白折射率为2.08,但是硬度较好。锌钡白的遮盖力只有钛白的20%~25%,而且不耐酸,遇酸分解产生硫化氢(H2S),在阳光下易变黄,不适用于室外,但是非常便宜。1996年,德国一家公司把厂移到广州,标志着发达国家停止生产锌钡白。中国是世界上最大的锌钡白生产消费国,中国的钡含量丰富,要取代钛白粉,不是短期的事。而杜朗的白色颜料采用的是金红石型钛白粉,因此品质超凡。

   有机颜料着色力高,亮度高,但是遮盖力低,主要起着色作用;无机颜料的颜色范围要窄一些,而且不如有机颜料鲜艳,但相比有机颜料来说,无机颜料在耐久性上要强一些,因为有机颜料的耐UV(紫外光)性差。杜朗采用的是世界著名的三大调色系统之一:迪固里拉,对现有的1000多种颜色均经过严格的老化实验,从多个配方中选出最佳配方。

⑵、填料

   是在着色颜料使涂膜具有一定的遮盖力和色彩之后补充的固体分,它的作用是对涂料起填充作用以增加涂膜的厚度,提高涂膜的耐久性,耐热性和表面硬度等,这些填料遮盖力低而且其它物化性能不佳,但是大量使用可以降低涂料成本。

3、 助剂的类型和特点

   助剂是涂料的辅助材料,一般用量非常的少,作用切很显著。

   增朔剂---调节聚合物的柔韧性;

   增稠剂---调节涂料的黏度;

   改性剂---改进涂膜的致密性和光泽;

   分散剂---颜料的分散和防止再凝集;

   湿润剂---颜料湿润性的改进;

   消泡剂---在制造和涂装是消泡;

   防霉剂---防止涂膜长霉;

   防腐剂---防止储存中发生霉变;

   防冻剂---改进冻融稳定性;

   另外根据特殊要求,还有一些杀虫剂、防静电剂、防锈剂等。一般来说,助剂对人体有一定的伤害,因此,高品质的涂料都是通过合理科学的配方,通过采用高素质的基料来提高涂料的性能。

4、 溶剂和水

   溶剂能调整涂料的浓度,以降低涂料的粘度以达到施工要求,同时也调整涂料的成本,对涂料的质量有一定的影响。常用的溶剂有:

   石油溶剂类:俗称松香水,溶解能力中等,优点是无毒且价格低廉,但气味不好闻。

   煤焦油类:包括苯、甲苯、二甲苯等,溶解能力强,但是有很大的毒性;

   萜类溶剂:现使用很少。

   水:水溶性建筑涂料的溶剂,乳液型涂料的分散介质,在乳液聚合时,采用去离子水,而配制涂料时用自来水即可,因此可用自来水稀释水性涂料。

5、 乳液类型

   使用不同类型的乳液配制的乳胶漆具有不同的性能和用途。目前常用的乳液类型有下面几种:

1. 聚醋酸乙烯乳液(内用);

2. 醋酸乙烯/丙烯酸酯共聚乳液简称乙丙乳液(内用)。FL07、FL20属于这一类型;

3. 苯乙烯/丙烯酸酯共聚乳液简称苯丙乳液(内用或外用)。FL3、FL05、FL020属于这一类型;

4. 纯丙烯酸酯共聚乳液简称纯丙乳液(外用)。FL5、FL25属于这一类型;

5. 有机硅改性丙烯酸酯乳液简称硅丙乳液(外用)。FL128属于这一类型。

6、 评价涂料性能优劣有哪几项指标

   考察一种涂料的优劣,一般需对下述性能作综合评价:

6.1 涂料制造和储存性能

(1) 粘度:涂料的粘稠程度及流变性的表征,乳胶漆一般用KU表示。

(2) 密度:在规定的温度下,单位体积涂料的质量,常用单位千克/升(Kg/L)。

(3) 固体含量:涂料所含有的不挥发物质的量,一般用不挥发物质的质量百分数表示,也可以用体积百分数表示。

(4) 细度:涂料中颜填料及乳胶粒子的粒径大小,是颜填料在涂料中分散程度的一种度量,以微米(μm)表示。

(5) 储存稳定性:在规定的条件下,涂料产品抵抗其存放后可能产生异味、变稠、结皮、返粗、沉底、结块、干性减退、酸值升高等性能变化的程度。

        沉淀分层状况:涂料在储存过程中是否出现沉淀、分层、结块、絮凝、固化等情况。

抗冻融稳定性:这是一项乳胶漆的重要考核指标,是指水性漆经受冷冻和随后融化(循环试验)后,保持其原有性能的能力。国家标准规定:涂料在-5℃(16小时)和+23℃(8小时)循环贮存三次,仍保持其原有性能不变才算合格。

6.2涂料施工性能

        涂料施工性能是否良好,一般是指涂料是否易于施涂(刷、喷、滚),易流平,不出现流挂、起皱、缩边、渗色、咬底、干性适中、易打磨、重涂性好以及对施工环境要求低等。

   (1) 气  味:指涂料在使用过程中所散发出来的气味;

   (2) 刷 涂 性:涂料刷涂的难易程度;

   (3) 流 平 性:施涂后的湿漆膜能够流动而消除涂痕,并且在干燥后能得到均匀平整的漆膜的程度;

   (4) 搭 接 性:涂料在分段施工中会出现各段之间的搭接,搭接性即指在搭接处涂料的相互溶合,流平的能力;

   (5) 重 涂 性:同一种涂料进行多层涂覆的难易程度与效果;

(6) 抗流挂性:在垂直面施工时,涂料防止由于漆膜过厚等原因,在漆膜干燥之前发生局部流淌,形成边缘形状过厚的不均匀涂层的能力;

(7) 立体花纹成型性:对于立体花纹饰面涂料,考核其施涂干燥后是否能形成所需的立体花纹效果。

6.3 涂膜性能

   ⑴外  观:涂膜干燥后目视检查,如漆膜平整、均匀、无针孔、无缩孔、无流挂、无明显刷痕、颜色与标准色差异不明显、光泽符合要求,即视为外观合格;

   (2) 干燥时间:

       表干时间:在规定的干燥条件下,一定厚度的湿漆膜,表面从液态 变为固态,但其下仍为液态所需的时间;

       实干时间:在规定的干燥条件下,从施涂好的一定厚度的液态漆膜至形成固态漆膜所需的时间;

   (3) 遮 盖 力:漆膜遮盖底材表面颜色的能力;由于乳胶漆的干膜遮盖力与湿膜遮盖力是不一样的,因 此乳胶漆中以对比率来表示。

       对 比 率:施涂于规定反射率的黑色和白色底材上的同一漆膜(干膜)的反射率之比。

       对比率 = 黑色底材上漆膜的反射率/白色底材上漆膜的反射率

       对比率为1表示遮盖力最好;当对比率≥0.98时,可认为该涂层

       已完全遮盖底材;国家标准乳胶漆的对比率为≥0.90。

   (4) 光 泽:涂膜表面的一种光学特性,以其反射光的能力来表示;

涂膜的光泽可分为:

高光:90 - 100 (High glossy)

有光:60 - 89 (Glossy)

半光: 30 - 59 (Semi-glossy)

丝光: 11 – 29(Semi-matt(Silk))

平光:6 – 10(Matt)

全无光:0 –5(Full-matt(flat))

   (5) 附 着 力:涂膜与基材之间结合的坚牢程度;

   (6) 柔 韧 性:漆膜随其底材一起变形而不发生损坏的能力;

   (7) 耐擦洗性:在规定条件下,漆膜用洗涤介质反复擦(刷)洗而保持其不损坏的能力。

(8) 耐 水 性:涂膜浸泡于去离子水中的受耐性;

(9) 耐 酸 性:涂膜浸泡于酸性物质中的受耐性;

(10) 耐 碱 性:涂膜浸泡于饱和的石灰水中的受耐性;

(11) 防 霉 性:漆膜抵抗霉菌在其上生长的能力;

(12) 耐温变性:漆膜经受冷热交替的温度变化而保持其原性能的能力;

(13) 耐污染性:涂膜耐污染的能力,用测定漆膜白度损失率表示。损失率越小,耐污染性越好;

(14) 耐气候性:涂膜受大气中的光、热、臭氧、紫外线的作用下,涂层抗开裂、脱落、粉化、褪色、保光等的能力;

(15) 透 汽 性:漆膜透过水或水蒸汽的能力。

7、 涂料成膜机理

   .成膜机理:涂料的成膜经历三个过程

      施工后的湿膜、水分逐渐挥发,分散着的颗粒逐渐靠拢,在接近到某一程度时,邻近的颗粒就紧紧地挤在一起,失去了运动的自由而成凝胶状,在这个阶段仍可用水重新分散。

      在水分挥发将尽时,毛细管力明显地起作用,在毛细管力下,颗粒相互接触,相互吸引,相互流动,相互聚结成为整体的漆膜,但在乳液玻璃化温度下,虽然相互接触、却不能相互流动和聚结(故施工温度不能太低)。在高温干燥天气条件或吸收性强的基材表面,会使水挥发速度加快或使水过快地被基材吸收,这两种情况,会使湿膜没有足够的成膜时间而影响涂膜质量。

      漆膜随着时间的推移,性质逐渐改进,这是聚结的继续和聚结后聚合物分子链段相互渗透的结果,这就是为什么乳胶漆的实干需要数天或更长的时间。

三. 外墙涂料应该具有的特点

建筑外墙的装修,以前国内较多使用的是贴面砖等传统材料,但是贴面材料如瓷砖、石材等虽然具有很好的耐久性,但是缺点也很明显:1.墙面不连续;2.颜色不易统一;3.时间久会剥落,坠落伤人;4.瓷砖缝隙不防水等。由于涂料技术质量已经达到相当高的水平,使用年限可达到15年甚至更高,其丰富的色泽和质感以及经济实惠的造价,已越来越受到人们的重视。目前在建筑装饰中,无论是建设单位或设计者,已逐渐热衷于用涂料作为外装饰。外墙涂料由于暴露在外部环境之中,受到自然界的各种考验,因此,其设计要求明显要比内墙涂料高,那么外墙装饰涂料应该具有什么特点?一般,外墙涂料比较重视以下几项属性:

1弹性抗裂:建筑外墙为了找平,通常会批抹厚厚的砂浆,而且还有许多找补的点,这些砂浆可能会因为水泥熟化过程产生的应力或者由于天气冷热变化而发生开裂;此外旧墙体由于结构松动也可能造成墙体裂纹。如果涂层不具备抗裂能力,则因此导致开裂而失去对墙体的保护能力和美观性。

2色彩持久:外墙涂料暴露在烈日和雨水之下,涂层色彩的延续性受到严峻的考验,紫外线的能量通常能够使某些色素变性而褪色。因此颜色持久的涂料比较受欢迎。

.3透气性:和内墙涂料一样,外墙涂料也必须具备透气性,这点要求甚至比内墙涂料还高。

4耐水性:涂料和其它外墙装饰材料的一个必须具备的功能:防水。不具备耐水性的涂料很快会失去防水能力。

5抗冻融性:这在北方寒冷的地区很重要,冻融循环会导致涂层龟裂而影响各项性能指标。

6抗污染:大气污染越来越严重,暴露在外的涂料表面会很快变脏。开发无静电、不发粘、表面致密不吸尘的功能性涂料是迫切的需求。

7强附着力:要求附着力超强,否则会因为各种天气或者建筑结构变化而导致涂层脱落或者起皮开裂。

8遮盖力:外墙光线很足,而基墙体一般颜色较深,遮盖性差的涂料不能遮盖底层颜色会影响外观效果,一般来说,高折射率的金红石钛白粉是最好的选择。

9耐久性:外墙工程量好大,如果涂层耐久性能差,那么翻新的频率就会很高,而成本就会直线上升而且会影响居住和办公等等。采用持久耐用的高档树脂乳液作为外墙涂料基料是根本。

10、装饰性良好:能很好的反映设计的设计意图和装饰效果。

11、施工及维修容易。

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