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关键字:树脂,乳液,砂壁状涂料     0前言     砂壁状建筑涂料是涂膜饰面具有像砂壁、石材外观的一类涂料，由基料和不同颜色、不同粒径的彩砂配制而成，多用于建筑物的外墙面涂装。近年来，由于人工烧结彩砂的颜色鲜艳度和耐久性问题得到解决，加之质感丰富、立体感强，外观质朴粗犷，施涂后，使建筑物显华贵、庄重之感，成为当今较为流行的涂料品种之一。尤其在日本，更是倍受欢迎，这可能是因为日本特别注重建筑物外装修的缘故[1]。     在日本按主涂层粘结料分类，砂壁状建筑涂料分为水泥系和硅溶胶系（无机体系）和乳液系、溶液涂料系（有机体系），共四个种类[1]。在我国，按中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T24—2000合成树脂乳液砂壁状建筑涂料中的规定，只确定了以合成树脂乳液为粘结料的砂壁状涂料一种，俗称“真石漆”、“石头漆”、“仿石涂料”等。目前，该类涂料大多采用以丙烯酸系合成树脂乳液为粘结料。     众所周知，由于氟原子的存在，使得氟树脂具有诸多特殊性能，如良好的耐水性、耐沾污性以及优异的耐候性和耐化学品性等性能。用其作为粘结剂制造的涂料同样具有许多优异性能，如超长的耐侯性、耐洗刷性、耐沾污性以及强粘结性等。     本研究工作主要以氟树脂乳液为粘结料，选择适当的骨料级配、骨料/基料比以及各种助剂研制成了性能优异的氟树脂乳液砂壁状建筑涂料。     1实验部分     1.1实验原料     氟树脂乳液，自制；各种彩砂及助剂，均为市售。     1.2实验方法     采用干着色法制造氟树脂乳液砂壁状涂料。即将乳液、骨料和各种助剂在混合机中混合制得。     1.3氟树脂乳液砂壁状涂料性能检测     按中华人民共和国建筑行业标准JG/T24—2000合成树脂乳液砂壁状建筑涂料中规定的方法进行检测。 2分析与讨论     2.1氟树脂乳液的选择     作为基料的氟树脂乳液是影响砂壁状涂料性能的关键因素之一，它的好坏直接关系到涂料的粘结强度、硬度和耐候性等性能的优劣。     由于砂壁状涂料是采用干着色法制造，乳液需要经受比较苛刻的条件。因此要求乳液具有较高的稳定性。同时，乳液也应具有良好的耐水性、耐碱性。另外，对于砂壁状涂料，乳液成膜后包覆于骨料颗粒表面，所以还要求乳胶膜的透明度、抗白浊性、硬度都要好。根据上述要求，我们合成了适合砂壁状涂料的氟树脂乳液，见表1。     表1 氟树脂乳液性质 氟树脂乳液牌号 T g / ℃ 平均粒径 /nm 性 质 F500-1 28 200 稳定性、耐水性、耐碱性、耐久性好，透明度高，不泛白，硬度较高     2.2骨料的选择     2.2.1氟树脂乳液砂壁状涂料骨料的选择     作为骨料的石料要求耐久、不易风化、强度好、颜色纯正。可供选用的骨料有大理石碎粒（有多种颜色）、天然碎石粒、天然细砾石、陶瓷器碎粒、着色硅砂、着色玻璃碎片等。     除了骨料种类外，骨料颗粒粒径的级配对涂料性能有着较大的影响。如表2所示：1#粗砂太多，使得表面粗糙，容易积尘污染，并且回弹损失大；2#减少了粗砂的使用量后，表面效果有所改善，回弹量也有所降低；3#进一步减少粗砂用量，同时增加细砂后，回弹量大大降低，表面密实，质感强；然而当细砂用量过多时，涂膜饰面的质感就会变差，影响装饰效果（4#）。因此，对于砂壁状涂料的骨料选择合适的级配是非常重要的。     表2 骨料级配与涂料性能关系 级配与效果 骨料 1 # 2 # 3 # 4 # 10~20 目 50% 10% 0 0 20~40 目 40% 30% 10% 0 40~80 目 10% 50% 45% 20% 80~120 目 0 10% 45% 80% 密实程度 不好 较好 好 好 外 观 粗糙 立体感强 立体感强、有层次感 立体感差 回弹量 多 中等 少 少     此外，乳液和骨料的比例也要适当。从表3可以看出，当乳液、骨料比例为1/6时，由于乳液较少，出现掉砂，耐水不好等情况；当它们比例增加到1/4时，涂料的整体效果较为理想；然而进一步提高比例到1/2时，涂膜层次感变差，而且从成本上考虑也是不可取的。     表3 乳液/骨料对涂料性能的影响 乳液 / 骨料 乳液 / 骨料 1/6 1/4 1/2 密实程度 低、掉砂 比较密实 密 实 外 观 粗 糙 表面饱满 表面饱满、层次感差 耐 水 性 有起泡脱落现象 无起泡脱落现象 无起泡脱落现象 2.3助剂的选择       除了骨料和基料外，各种助剂如增稠剂、消泡剂、成膜助剂等对于砂壁状涂料来说也是必不可少的。选择助剂的原则是少量高效。     2.3.1增稠剂     由于砂壁状涂料中骨料的颗粒粗，密度相对大，因而对于增稠剂的要求较为苛刻。理想的增稠剂可以赋予涂料适当的黏度并改善其施工性、贮存稳定性，例如它可以决定材料从喷枪喷出后的分散状态和附着于底材后的整形性[2]。故要求增稠剂具备如下功能：触变性好、增稠效率高；对涂料无副作用；保水性好等。根据上述要求，经多次试验选择碱溶胀型增稠剂H1130作为氟树脂乳液砂壁状涂料的触变增稠剂，效果较为理想。     2.3.2消泡剂     对于砂壁状涂料，大量泡沫可使黏度下降，喷出的涂料发干，表面粗糙且回弹严重。并且气泡的存在会引起涂料密实性急剧下降，从而影响涂料的性能。因此，对砂壁状涂料的消泡显得尤为重要。通过试验，我们选择了消泡和抑泡效果均好的NXZ作为氟树脂乳液砂壁状涂料的消泡剂。     2.3.3其他助剂     成膜助剂、分散剂、防腐剂、中和剂等助剂的选择与薄质涂料配方中相似，在此不作详细论述。     2.3.4配套的考察     表4 采用和不采用罩面的氟树脂乳液砂壁状涂料的耐沾污性 涂层构成 氟树脂乳液砂壁状涂料耐沾污性（级） 无罩面涂层 2 有罩面涂层 * 1     *氟树脂乳液砂壁状涂料用水性氟碳清漆罩面（2道）     由表4中的数据可以看出，未经罩面的氟树脂乳液砂壁状涂料已具有较好的耐沾污性。然而将它用水性氟碳清漆进行罩面后，其耐沾污性得到了进一步的提高。 3涂料配方     经大量实验，我们最终得到了氟树脂乳液砂壁状涂料的配方，见表5。     表5 氟树脂乳液砂壁状涂料配方 组 成 质量份 / 份 用 途 产 地 氟树脂乳液（ F500-1 ） 180~220 基 料 自制 醇酯 12 4~8 成膜助剂 长凌科技 乙二醇单丁醚 4~8 成膜助剂 长凌科技 NXZ 2 消泡剂 海川化工 彩砂 20~40 目 0~100 骨料 金源矿业 40~80 目 300~500 骨料 金源矿业 80~120 目 300~500 骨料 金源矿业 H 1130 3~5 增稠剂 海川化工 去离子水 45 自 制 AMP-95 1.50 中和剂 兴美亚 合计 1 000     4涂料性能检测结果     氟树脂乳液砂壁状涂料经国家化学建筑材料测试中心（建工测试部）检测，达到了《中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T24—2000合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》中规定的要求，其中耐水性、耐碱性通过500h，耐人工老化性通过1000h，远远超过了行业标准中规定的指标。氟树脂乳液砂壁状涂料的检测结果见表6。     表6 氟树脂乳液砂壁状涂料检测结果 检测项目 技术指标 * 检测结果 容器中状态 搅拌后无结块，呈均匀状态 搅拌后无结块，呈均匀状态 施工性 喷涂无困难 喷涂无困难 涂料低温贮存稳定性 3 次试验后，无结块、凝聚及组成物的变化 3 次试验后，无结块、凝聚及组成物的变化 涂料热贮存稳定性 1 个月试验后，无结块、霉变、凝聚及组成物的变化 1 个月试验后，无结块、霉变、凝聚及组成物的变化 初期干燥抗裂性 无裂纹 无裂纹 干燥时间（表干） /h ≤ 4 2 耐水性 96 h 涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，允许颜色轻微变化 500 h 无异常 耐碱性 48 h 涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，允许颜色轻微变化 500 h 无异常 耐冲击性 涂层无裂纹、剥落及明显变形 涂层无裂纹、剥落及明显变形 涂层耐温变性 10 次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓，与标准样板相比，允许颜色轻微变化 无异常 耐沾污性 / 级 5 次循环试验后≤ 2 2 粘结强度 /MPa 标准状态 ≥ 0.70 1.14 浸水后 ≥ 0.50 0.79 耐人工老化性 500 h 涂层无开裂、起鼓、剥落，粉化 0 级，变色≤ 1 级 1 000 h 涂层无开裂、起鼓、剥落，粉化 0 级，变色 1 级     *《中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T24—2000合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》中规定的技术指标 5结语     选择合适的氟树脂乳液作为粘结剂，以天然彩砂为骨料，通过选择适当的骨料级配、骨料与基料的比例以及各种助剂等，成功研制了性能优异的氟树脂乳液砂壁状建筑涂料。经国家化学建筑材料测试中心（建工测试部）检测，其主要性能指标均超过了行业标准JG/T24—2000中规定的技术指标，其中耐水性、耐碱性通过500h，耐人工老化性通过1000h。该涂料具有优异的耐候性、耐沾污性以及强粘结性，可长期保持色彩丰富的装饰效果。另外，不经罩面也具有较好的耐沾污性，使得施工更加简单，具有较高的性价比，是一种较有市场竞争力的新型环保建筑涂料。  如转载, 请注明: 资料来源"中国艺术涂料网"中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”