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        關(guān)鍵詞：水性硅丙涂料；配方；工藝；獨(dú)特功能

        1  前言

        經(jīng)過多年的努力，丙烯酸酯類乳膠涂料的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，在中低建筑上得到廣泛應(yīng)用，使用壽命基本上達(dá)到5年～10年的要求。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，許多大中型城市的建筑在向大型化、高層化發(fā)展，對涂料的性能要求逐步提高。而現(xiàn)有的丙烯酸涂料由于存在高溫易返粘，低溫易脆裂的缺陷難以滿足發(fā)展的要求。

        針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，開發(fā)了一種耐候、耐沾污性、高保色性及低污染的高性能、低成本適用于大型化、高層化建筑外墻的新型水性硅丙耐候自清潔的乳膠涂料。以下介紹該涂料的生產(chǎn)過程，并討論影響涂料性能的因素。

        2  實(shí)驗(yàn)部分

        2.1 涂料配方

        耐候自清潔外墻涂料的配方如表1所示.

        2.2 生產(chǎn)工藝

        (1)預(yù)混合：按配方標(biāo)準(zhǔn)稱取各種物料，在低速攪拌(300～400)r/min下按順序加入分散介質(zhì)水、潤濕分散劑、部分消泡劑、顏料、填料以及增稠劑A；

        (2)高速分散：將其在高速攪拌下進(jìn)行(1200-1500)r/min的分散。顏填料粒子在高速攪拌機(jī)高剪切速率作用下，被分散成原級粒子，并且在分散助劑的作用下得到分散穩(wěn)定狀態(tài)，高速分散時(shí)間在(20～30)min，然后加入增稠劑B，中速進(jìn)行(900～1100)r/rain的分散，分散(5～8)min；

        (3)調(diào)漆：當(dāng)顏、填料達(dá)到所要求的細(xì)度時(shí)，加入基料、剩余消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑、適量增稠劑C及其他助劑，此過程在調(diào)漆缸中低速攪拌(300～400)r/min，以得到具有合適粘度和良好穩(wěn)定性的涂料。

    表1 耐候自清潔外墻涂料配方

        2.3 涂料和涂膜的常規(guī)性能

        涂料和涂膜的常規(guī)性能檢測結(jié)果見表2所示

        3 結(jié)果與討論

        3.1 主要原材料的選擇

        3.1.1 顏料

        顏料是金紅石型鈦白粉和銳鈦型納米TiO2搭配使用，金紅石型鈦白粉具有良好的耐候性能，其最佳用量為15％～20％o銳鈦型納米TiO2為白色粉體，該粉體的特殊復(fù)合結(jié)構(gòu)有利于光致載流子的分離和運(yùn)輸，因而具有很高的光催化活性，使用壽命長。納米粒子的用量很關(guān)鍵，若加量不足，則起不到預(yù)期的效應(yīng)；加量過多，不僅是一種浪費(fèi)，反而會(huì)起副作用，使涂料質(zhì)量下降，所以其最佳用量為5％～8％。

                      表2 耐候自清潔外墻涂料和涂膜的常規(guī)性能

        3.1.2 填料

        填料有高嶺土、絹云母、硅灰石等。填料的使用不僅會(huì)降低成本，而且會(huì)賦予涂料一些特殊的性能。如高嶺土的片狀結(jié)構(gòu)使涂料具有一定的觸變性，提高涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；絹云母的片狀結(jié)構(gòu)對紫外線、微波、紅外線具有良好的屏蔽效應(yīng)，增強(qiáng)涂料的抗老化性、抗紫外線等耐候性指標(biāo)。但填料的用量不宜過多，以保證體系的顏料體積濃度(PVC)在25％～35％為佳。

        3.1.3 增稠劑

        增稠劑主要是羥乙基纖維素，其作用是增加水相的粘度以提高顏填料的分散效率、增加涂料的最終粘度，最佳用量為0.3％～0.4％；聚氨酯增稠劑是膠態(tài)無機(jī)礦物型增稠劑，其作用是為體系帶來抗流掛性，控制粘度，分散性能好，改善涂料的流平性，最佳用量0.1％～0.2％.這兩種增稠劑配合使用，可有效的調(diào)整涂料在低、中、高剪切速率下的流變行為，獲得流平性好、不流掛、穩(wěn)定性好、易施工的涂料。

        3.1.4 乳液

        配方中所用聚合物乳液不同于現(xiàn)在市面上常用于外墻涂料的純丙、苯丙乳液，而是一種利用化學(xué)共聚法將有不飽和鍵的有機(jī)硅氧烷單體和丙烯酸酯類單體共聚，在聚合物主鏈上引入硅氧烷的改性硅丙乳液，最佳用量是漆總量的30％～40％.

        3.2 耐候自清潔性能的影響因素

        漆的基料是高耐候性硅丙乳液。它在干燥成膜時(shí)，硅氧烷水解、縮聚，可在聚合物分子之間以及聚合物與基材之間形成牢固交聯(lián)的立體網(wǎng)絡(luò) (-Si-O-Si-)結(jié)構(gòu)，使漆膜具有很強(qiáng)的耐水性和附著力，而且，聚硅氧烷分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，甲基向外排列并繞Si-O鏈旋轉(zhuǎn)，分子體積大，內(nèi)聚能密度低，從而使乳液有很強(qiáng)的增水性和防塵性。

        另外，硅丙乳液中Si-O的鍵能遠(yuǎn)大于C-C鍵和C-O鍵，這使得硅丙乳液的耐熱性、耐候性、抗氧能力增強(qiáng)。因此，該涂料的耐水性、抗污性、撥水性性能明顯優(yōu)于純丙烯酸涂料，同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性，儲(chǔ)存期可達(dá)一年以上。

        3.3 顏料及其特殊功能

        配方中除了添加傳統(tǒng)的金紅石型鈦白粉外，還添加了具有特殊結(jié)構(gòu)的銳鈦型納米Ti02.它是由超微細(xì)無機(jī)功能材料經(jīng)特殊工藝復(fù)合而成，粒徑小、比表面積大，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。將其添加到涂料中，可通過光催化反應(yīng)，分解附著在涂料表面的污染物，從而起到自清潔的作用。同時(shí)，利用銳鈦型鈦白粉容易粉化這一現(xiàn)象，加入少量的銳鈦型納米TiO2，在紫外光照射下，一年左右發(fā)生微粉化，大約消耗(6～8)μm的漆膜厚度，使沾在墻體上的灰塵隨之脫落，墻體也能長期保持清潔。其漆膜本身具有自潔功能，這一獨(dú)特性能對空氣粉塵污染日益嚴(yán)重的城市環(huán)境來說是十分重要的。

         4 結(jié)語

        以有機(jī)硅氧烷改性的丙烯酸乳液制備的耐候自清潔高級外墻涂料：(1)涂層不易粉化及褪色，具有很好的耐候性、遮蓋力及觸變性，漆膜耐水、耐堿性以及耐擦洗性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過乳液型外墻涂料的國家標(biāo)準(zhǔn)；(2)與普通乳膠漆外墻涂料相比，由于硅丙乳液的粒徑遠(yuǎn)小于普通乳液，使其涂料具有極佳的附著力，漆膜不易脫落，同時(shí)還可阻隔雨水和空氣中二氧化碳侵入墻體，可對水泥砂漿墻壁進(jìn)行長期保護(hù)； (3)具有很好的耐凍融穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性，且漆膜本身具有自潔功能及很好的耐溫變性；(4)從長遠(yuǎn)角度分析，由于硅丙外墻涂料不易脫落、褪色及粉化，其使用壽命長，可節(jié)省翻修所用的材料費(fèi)和工時(shí)費(fèi)；(5)涂料不僅常溫貯存穩(wěn)定性好、時(shí)間長，而且耐凍融和熱貯存穩(wěn)定性均很好，可避免涂料過期所造成的不必要的浪費(fèi)。

        硅丙外墻涂料質(zhì)輕、高質(zhì)、價(jià)格適中，為性能優(yōu)異的高檔水性無光外墻涂料。主要用于水泥砂漿、石棉板、灰膏墻等基材的外涂裝，涂刷各種建筑物的外墻壁及經(jīng)常處于濕熱的墻壁，如浴室和廚房的內(nèi)裝修，是一種具有發(fā)展前途的外墻涂料的新品種。