超耐候硅丙外墙乳胶涂料的研制

　　1刖言由于硅丙乳液所具有的特殊性能，因此，以硅丙乳液为基料研制的外墙乳胶涂料，其耐候性、抗沾污性、耐擦洗性等都比纯丙乳液为基料的外墙乳胶涂料更为优异。我们于1999年研制开发出以纯丙乳液为基料的高耐候外墙乳胶涂料（人工加速老化>500小时），并己投入实际生产。在此基础上，我们以硅丙乳液代替纯丙乳液并对配方进行了相对应调整，成功地研制出超耐候外墙乳液涂料（人工加速老化超过1000小时）。应该说这一工作将有利于外墙乳胶涂料质量档次的提高及外墙乳胶涂料的全面普及和应用。

　　2实验部分21主要原料TDH纯硅丙乳液，江苏日出集体公司产品。固含量（wt%）：48±2.0，玻璃化温度（Tg）：38*C，*低成膜温度（MFT）：钛白粉（R?706）：美国杜邦公司产品。

　　纤维素（ER?30M）：美国联合碳化公司产品。

　　2.2性能测试0千瓦水冷式氤灯，连续光照；相对湿度：60 ~80%；降雨周期：18分钟/20分钟。

　　3?86《涂料贮存稳定性试验方法》标准进行。

　　洗刷的测定》标准进行。

　　*88《乳胶漆耐冻融性的测定》标准进行。

　　93〈漆膜耐水性测定法》和GB/T9265*88《涂层耐碱性的测定》标准进行。

　　2.3配方设计自来水纯丙乳液硅丙乳液有机硅乳液增稠剂分散剂成膜助剂消泡剂防冻剂防霉杀菌剂择上，同时对其它助剂成分进行适当的选择和调整。

　　3结果与讨论我们于99年研制开发并己投入生产以纯丙乳液为基料的高耐候外墙乳胶涂料，其耐候性、耐洗刷性、抗沾污性以及其它性能都达到了（部分性能指标甚至超过）国外同类产品性能水平。在此基础上，我们计划研制出具有超耐候（耐人工老化超过1000小时）和优越开罐性能（贮存稳定性达到3年左右）的高性能外墙乳胶涂料。针对这一研究目标并结合以前研究中所积累的经验，我们研究的重点放在对配方中乳液和稠剂的合理选择。研究结果表明，按该研究思路进行所研制出的产品性能达到了我们预先的要求。表2为四个不同组成体系的外墙乳胶涂料产品性能指标。

　　表2不同组成体系外墙乳液涂料性能比较检验项目国标容器中状态搅拌混合后无硬块，呈均匀状态符合涂膜外观涂膜外观正常符合干燥时间，h遮盖力g/m2施工性刷涂二道无障碍符合耐水性无异常符合耐人工老化性粉化，级1无粉化粉化，级2 2级变色对比率耐碱性无异常符合耐洗刷性，（次）涂料耐冻融性不变质符合耐温变性（0次循环）无异常符合耐沾污性（5次循环）发射系数下降率（％）31乳液对产品性能的影响外墙乳胶涂料中的基料一乳液是影响乳胶漆性能好坏的首要因素，它既关系到涂膜的硬度、柔性、耐水性、耐碱性、耐洗刷性、耐候性、耐沾污性，同时也关系到乳胶漆的成膜温度以及与底材的结合强度等等。

　　一般来讲，以几种不同乳液基料所配制成为外墙乳胶涂料，其综合性能的顺序应该为：硅丙乳纯丙乳苯丙乳液。特别是硅丙乳液，由于其结构组成中的Si?O共价/mol）大，对热、光稳定，不易受紫外光作用而劣化。以硅丙乳液为基料的外墙乳胶涂料，在成膜过程中，硅基团一般富集在涂层的表面，因此，少量的有机硅便可大大地改善外墙乳胶涂料的耐紫外线辐射、耐酸雨、抗沾污性、耐水性以及透气性，同时，涂膜的强度、韧性和附着力也都有较大提高。从表1的测试结果可明显看出，在外墙乳胶涂料配方组成及成分不变的前提下，仅以硅丙乳液代替纯丙乳液，其产品的耐人工老化性由500小时提高到1000小时；抗沾污及耐洗刷性能也相应提高了一倍。

　　3.2有机硅乳液对产品性能的影响我们在研制以纯丙乳液为基料的高耐候外墙乳胶涂料过程中，为了提高产品的耐候、保光和耐污等性能，在混合体系中添加适当比例的有机硅乳液。虽然有机硅乳液在整个混合体系中，基本上处于游离状态，没有与丙烯酸酯类聚合物在化学结构上形成一个整体但对产品耐候等性能的提高起到了明显的促进作用。这是由于少量的有机硅乳液能均匀地分布在整个混合体系中，并因其结构上的特性，当涂料成膜时有机硅乳液又能在涂膜表面形成一层薄膜。然而，在以硅丙乳液为基料的外墙乳胶涂料体系中，从表2可看出混合体系中有机硅乳液对外墙乳胶涂料的性能没有产生作用。

　　3.3增稠剂对产品性能的影响乳胶涂料所使用的稠剂通常包括无机稠剂和有机稠剂两大类。无机稠剂主要有硅酸盐、陶土及淀粉等；有机稠剂则主要有纤维素、聚丙烯酸盐和聚氨酯等。稠剂对乳胶涂料体系的稠效果不仅取决于稠剂的品种和用量，同时还与乳胶涂料的基料的类型、粒子大小、粒径分布及浓度等因素有关。一般而言，有机稠剂主要用于薄质涂料，而无机稠剂则主要用于厚质涂料。因此，目前在乳胶涂料中应用有机稠剂较为普遍。对于不同的有机稠剂，其性能特征和乳胶涂料体系中的稠机理也是不一样的。

　　羟乙基纤维素（HEC）是天然纤维素中的羟基被羟乙基取代后的产物，其水溶性较好。HEC稠效果好、使用方便、展色性好，同时与乳胶涂料体系中各组分之间具有较好的混溶性。纤维素类稠剂的稠作用主要是由于纤维素大分子进入连续水相中，加了水相粘度的缘故。这种水相粘度的加来自纤维素分子强烈的水合作用以及分子之间的相互缠绕。当体系受到剪切速率逐渐加时，纤维素分子由完全无序状态逐渐按流动方向转变为有序排列，从而在宏观上表现为粘度下降。正是这种稠机理使纤维素的稠效果与乳胶涂料混合体系中的基料、颜填料以及助剂无关，因而适用面较广。但纤维素稠剂也存在一些副作用，主要表现在流平性差、对水及生物酶敏感、施工时飞溅性大以及结构粘性过大等。

　　针对纤维素类稠剂的不足之处，科技人员开发了丙烯酸类稠剂，其主要为聚丙烯酸盐及丙烯酸酯共聚物等类型。这类高分子稠剂能溶于水，并通过羧酸根离子的同性静电斥力，使其大分子链由螺旋状经伸展转变为线状，因而提高了水相的粘度。另外，它还通过在乳胶粒与颜填料之间能形成网状结构，也能提高体系的粘度。丙烯酸类稠剂具有较强的稠效果和较好的流平性、生物稳定性好以及与色浆的配伍性优等特点。但该类稠剂对PH值敏感，只有在碱性条件下产生作用，其耐水性也不理想。

　　聚氨酯（PUR）稠剂是水性涂料助剂领域的一个重要发展。这种合成稠剂主要是分子量相对较低（约10000 ~50000）的水溶性聚氨酯。用这种稠剂配制的水性涂料的流变性几乎与醇酸树脂漆相一致。

　　聚氨酯稠剂的稠机理与前两种不同，该类稠剂在合成时在分子结构中同时引入了亲水基团和疏水基团，从而使这类分子具有一定的表面活性剂的性质。当聚氨酯稠剂的水溶液浓度超过某一特定值时，即可形成胶束，该胶束与水性涂料体系中的聚合物粒子缔合形成网状结构，从而导致体系粘度加；另一方面由于聚氨酯稠剂的分子结构中能形成几个胶束，因而降低了水分子的迁移性，提高了水相的粘度。由于聚氨酯稠剂的分子量比前两种稠剂的分子量工作报告。

　　563*无毒无味高级白色大漆的研究吴荣生（福建省政和星华工艺有限公司福州350000）生漆是从漆树上割取的一种天然涂料，经加工后制作的漆器在我国己有几千年的历史。用传统方法加工成的漆器大多为黑色、红色和褐色，*浅的颜色也只有朱黄色。由于生漆色深，加之涂刷难度较大，又能使人体皮肤产生过敏性皮炎，因此生漆的使用受到极大的限制。如何能使生漆的颜色变浅，而且涂刷方便不具毒性，这是生漆研究工作者和广大使用生漆的人们一直非常关心的问题。这也正是我们从事此项研究工作之目的所在。我们经过4年的潜心研究，终于成功地研制出“563*无毒无味高级白色大漆，并用其生产的木胎漆碗己出口销售到国外，取得良好的经济效益。该漆是生漆在传统加工方法的基础上，配以”563*添加剂，通过机械混拼而制成的双组份漆。它具有无毒无味，耐水、耐高温、耐溶剂和耐食用酸碱等优点，漆膜坚硬耐磨、光亮平滑、色艳透明、干燥速度快，施工方便，可以广泛用于漆器工艺品、家俱餐具、室内装饰、高级小轿车和摩托车等。

　　1材料与方法该漆是以我国生漆为主要原料，选用湖北、四川、云南、陕西等地的7分以上的生漆，经合理拼配，高速离心过滤和振动筛过滤后分两步加工而成。

　　**步为精制浅色漆坯的加工：步骤分为凉漆一慢速搅拌；晒漆一红外灯加热，搅拌较快，同时加入化学添加剂，配以风扇吹风，*后静置数天（约半月）即成精制浅色漆坯。

　　第二步为*563*添加剂的加工：将生漆加入一定溶剂稀释，然后加入化学辅助材料低得多，因此，通过其水溶液提高水相粘度的作用不太明显。和纤维素类稠剂及聚丙烯酸类稠剂相比，聚氨酯类稠剂具有优越的流动性和光泽、优良的流平性、疏水性、遮盖性、防飞溅性及生物稳定性等。

　　通过对上述三种稠剂的分析比较，并结合我们在实验中积累的经验，在配方体系中的稠剂主要以英国联合胶体公司的RheovisCR2产品为主（聚氨酯类稠剂），美国联合碳化公司的纤维素（ER?30M）为辅。该手段综合了聚氨酯类稠剂和纤维素类稠剂给体系所带来的优点，使水性涂料的一些性能得到提高；特别是解决水性涂料长期存在的贮存稳定性问题。实验结果表明，四个配方的水性涂料的加速贮存时间都在75天以上，其中A*4配方体系达到150天，粘度也基本上没有变化。

　　有关颜填料及其它助剂对涂料性能的影响，我们在《涂料工业》2000年7期上己进行了讨论。

　　1国家火炬计划项目（2000*111）和广州市科委重大科研资助课题（000?Z 23.2工艺设计外墙乳胶涂料*大的特点是组成比较复杂，其组成成分通常达二十多种，这给研制方案及其配方设计带来了一定的难度。

　　我们在系统查阅资料并认真分析研究的基础上，再根据我们以前研制和生产所积累的经验，首先考虑到基料、颜填料及其体积浓度（PVC）与涂料的制造及其性能有着密切的关系，特别是基料乳液、颜填料的好坏直接影响涂料的性能；其次考虑到增稠剂、成膜助剂、润湿剂、分散剂以及其它助剂等都与涂料性能有着一定的关系，在确定研制方案和配方设计的过程中，结合我们所确定的产品应达到的性能、指标，特别是所研制的产品具有优越的耐候、耐污性能、贮存稳定性及控制成本这一目标，研究重点放在乳液和颜填料的选配以及增稠剂的合理选

(完)