聚合物建筑乳液涂料合理选择成膜助剂技巧

张高锋

 (四川威尔伯化工有限公司)

前言

建筑涂料用的聚合物乳液主体是由(甲基)丙烯酸,(甲基)丙烯酸酯苯乙烯等单体加入表面活性剂引发剂通过乳液聚合的方式合成的。这些种类的聚合物都有一定的玻璃转化温度(Tg),同时还有个最低成膜温度(MFT)。乳液在低于最低成膜温度的条件是不会形成连续膜,即没有使用价值。为了提高其成膜性能, 必须加入适合的成膜助剂来帮助其真正的使用价值。从聚合物乳液发展开始,人们就在不断选择各种材料作为成膜助剂来使用。故成膜助剂在乳液涂料中起着重要作用, 它能降低建筑乳液涂料的成膜温度, 改善建筑乳液涂料的成膜性能。而乳胶漆主要是聚合物颗粒的水分散体颜料颗粒的水分散体的混合物。但它们没有良好的施工性能, 难于得到好的漆膜, 必须添加各种助剂来达到所要求的施工性能和成膜质量, 而成膜助剂是乳胶漆中最重要的助剂之一。目前针对VOC定义有所判定,在接近临界的界线上(250度为临界线),使用高沸点的成膜助剂来辅助乳液有效的成膜(沸点高达280度以上),更是当前势在必行之路,更是内墙涂料引入环保高沸点成膜助剂的必经之路。

本文中笔者结合多年对建筑乳液涂料用的乳液成膜机理、成膜助剂的合理选择、成膜助剂作用及其影响因素进行综合,重点合理推荐与选择技巧使用高沸点环保成膜助剂在建筑涂料中使用,结合实践配方得出的具体数据与大家一起沟通、探讨!

一、建筑涂料用乳液选用适合的成膜助剂势在必行

随着人民生活水平的提升,加之中国化工行业中对涂料环保性要求越来越高,特别是对挥发有机物的严格控制(VOC限量),对成膜助剂的选择更高,高沸点环保成膜助剂已成为众多的涂料生产厂家的选择与需求。随着国家新一轮的强制标准(GB18582)出台,有机物(VOC)初沸点的最新定义,建筑乳液中选择合适环保性高沸点的成膜助剂,这些都是我们涂料行业中的技术研发人员、材料供应商去创新与研制。

二、高沸点环保成膜助剂的选择与评估

1、高沸点成膜助剂技术核心指标检测(结合市场上的成膜助剂品牌,选择4个品牌产品进行同比)

表1、高沸点成膜助剂技术核心指标检测

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评估说明:气味、成膜效率通过评分1-5标准进行,最优得5分,最差得1分。

1-1、成膜效率(选择市场苯丙乳液产品进行对比)

图1、成膜效率实图

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说明:产品A产品/B性能基本一致,乳液膜干燥后表面裂缝较少,产品C/产品D出现的裂缝较多,可以证实不同成膜助剂应用在同一乳液中,成膜效率有影响,换之说法就是不同成膜助剂对乳液的成膜效率有影响,且比较大。

1-2、水解稳定性测试

表2、水解稳定性测试

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说明:整体粘度及PH值变化不大,都属于正常的范围内。测试这块主要目的成膜助剂的应用到乳液涂料中,由于其水解稳定性不好,就易使其发生水解,从而使其成膜助剂内的小部分成份水解,给乳液建筑涂料造成异味而造成质量问题的投诉。

2、乳液建筑涂料应用高沸点环保成膜助剂应用实践测试评估

2-1、乳液建筑涂料配方设计(测试推荐配方78%PVC内墙乳液选择市场常用的苯丙乳液)

推荐配方按市场上常见通用配方进行,整体配方设计符合大多客户的需求,在同一基础上进行对比PK测试.

表3、常见通用建筑涂料配方

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2-2、乳液建筑涂料成品的检测同比项目设计

表4、乳液建筑涂料成品检测项目设计

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2-3、各项目检测具体数据对比

2-3-1、制备乳液建筑涂料基本性能检测数据对比:

表5、制备乳液建筑涂料基本性能检测数据对比

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2-3-2、制备乳液建筑涂料干膜性能检测数据对比:

l  低温成膜性——(见下图)

图2、低温成膜性

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说明:四个样漆低温均能成膜而且无开裂现象,厚膜在低温干燥均属于正常现象。

l   漆膜耐水性(见下图)    

图3、漆膜耐水性

干燥1天泡水7天

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干燥7天泡水7天

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说明:四个样漆干燥1天和干燥7天的样板泡水后均没有起泡、脱落的现象,耐水性良好。

漆膜低温掉粉(见下图)

图4、漆膜低温掉粉测试

拿干布擦板,每个板擦十次(左)                                  拿湿布擦板,每个板擦十次(右)

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产品C>产品B>产品A>产品D(左)                            产品C>产品B>产品A>产品D(右)

说明:通过漆膜低温掉粉测试结果,产品D在这块表现最差。乳液建筑涂料选择成膜助剂主体对涂料漆膜低温干燥影响快或慢,最终影响漆的低温成膜性能

漆膜展色性(见下图)

图5、漆膜的展色性测试

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说明:采用标准指研后,干燥测试其展色性,选择的有机色浆与无机色浆,都表现很好,均无明显差异

耐擦洗测试(3、5、7天)

表6、耐擦洗性测试

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说明:同比测试对比,产品A与产品D按上升趋势,其它二个随着时间而下降,整体耐洗擦性高沸点环保成膜助剂产品D表现最好。

表7、耐擦洗性测试

寮犻珮閿?13.png  说明:相对值同比测试对比,按产品A作为标准,对比另外三家,与绝对值同比,成正比关系但整体耐洗擦性还

是产品D表现最好。

漆膜抗回粘性(见下图)

图6、漆膜抗回粘性

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 说明:通过抗回粘性的测试,四个样漆的漆膜均保持完整,没有出现回粘现象

贮存稳定性

表8、贮存稳定性

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说明:采用整体评分的标准进行,得分越高,贮存性能越好。从设计的测试项目同比,整体热储存稳定性表现最好的还是产品D,其它贮存性能基本等同。从上表数据得出,乳液建筑涂料选用成膜助剂对其稳定性影响较大.

涂料施工刷子滞刷性

表9、涂料施工刷子滞刷性

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说明:以上数据来看刷子的滞刷性:剩漆量净重最轻的表现为最好,最重的表现为最差,产品D比产品A、产品B略差,最差产品C。在这项目测试中,乳液建筑涂料选用的成膜助剂也有较大影响

2-4、各项目同比评估结果汇总

表10、各项目同比评估结果

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汇总13项的综合评分,产品D整体表现为最佳,也较适合于现乳液建筑涂料的应用,但还有其不足表现,特别是低温干擦与湿擦性能要提升。

三、最终测试结论汇总:

本文对现在高沸点环保成膜助剂应用到乳液建筑涂料中进行全面的分析与合理应用,但只针对高PVC涂料测试应用,并不代表全面,同时将数据中的成膜助剂产品也用编号替代,在确定以市场苯丙作为测试乳液,其配方设计中,只调整成膜助剂的产品,其它未做改变,同一条件、同一平台、同一标准下得出来以上数据,应算是公平、公正。数据库作技术研发人员参考,并不代表结论,当然,如有更好的方法与技巧,与作者沟通交流,感谢。


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