水性多彩涂料

1、水性多彩涂料一、 水性多彩涂料介紹1.1基本原理水性多彩涂料，即水包水型(W/W)多彩涂料，是水性乳膠漆(分散相)加入凝膠化的水溶性涂料連續(xù)相中分散而成，兩相混合時即在粒子接觸表面產(chǎn)生凝膠化，形成多相懸浮體。要實現(xiàn)這種“水包水”的懸浮體，就必須在水性乳膠涂料分散于保護膠水的瞬間，在涂料液滴表面形成一層不溶于水的柔性膜，這層柔性膜除了能夠防止膜內(nèi)各涂料組分及膜外的保護膠液組分相互擴散外，還能防止各膠滴之間發(fā)生聚集、凝結(jié)。噴涂施工后，起先各色彩粒在濕膜中仍然保持獨立的懸浮狀態(tài)，彩粒本身具有可變形性，隨著濕膜中水分的不斷揮發(fā)，殘余微量水分及彩粒之間的毛細(xì)管作用，促使彩粒之間相互接觸、部分重疊、搭接、

2、融合，搭接少的部位形成凹痕，搭接多的部位形成了凸痕，最終形成具有仿石材的裝飾效果的涂膜。 1.2水性多彩涂料特性水性多彩涂料的分散相與分散介質(zhì)均為水溶性物質(zhì)，既能達(dá)到高檔墻面的裝飾要求，又符合環(huán)保節(jié)能的要求，應(yīng)用于建筑外墻飾面可體現(xiàn)出很好的特性： 高仿真性：彩粒之間相互搭接，涂層表面具凹凸感；真石漆的顏色完全依賴天然彩砂的顏色，而水性多彩涂料的顏色均可依靠色漿來實現(xiàn)，故可涵蓋所有的顏色，對天然石材的仿真度高于真石漆。 自重輕：天然石材單位平米的重量一般為數(shù)十千克甚至上百千克，真石漆一般為幾千克，而水性多彩涂料不超過一千克，薄而輕的涂層可以大大降低飾面層對建筑主體的承重壓力；水性多彩涂料飾面時不

3、受外保溫方式的限制，適應(yīng)我國現(xiàn)行的外墻外保溫的建筑節(jié)能技術(shù)。 環(huán)保：區(qū)別于 O/W 型仿石涂料，水性多彩涂料運用凝膠化技術(shù)包裹彩粒，其主要組成與一般水性乳膠涂料的成分相類似，產(chǎn)品完全水性化，VOC含量不到1%，且不存在使用溶劑造成的環(huán)境污染和健康危害，是環(huán)保型建筑涂料。 節(jié)約自然資源、節(jié)能：能充分實現(xiàn)天然石材的裝飾效果，可替代資源日趨稀少的天然石材，還能配合外墻外保溫技術(shù)進(jìn)行高檔、華麗的仿石材裝飾效果，完全符合國家對建筑涂料節(jié)能的要求；真石漆施工一般 24kg/m2，水性仿石涂料只需0.30.5 kg/m2，水性多彩涂料單位施工面積用量更少，更節(jié)約材料，與真石漆相比，水性多彩涂料更符合國家節(jié)能

4、、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地的“四節(jié)”要求。 創(chuàng)意性強、裝飾效果優(yōu)異：可根據(jù)建筑開發(fā)商的意圖或客戶的需要，通過富于現(xiàn)代感的色彩設(shè)計與天然石材風(fēng)格的結(jié)合，提供彩粒大小各異、色彩繽紛的仿石圖案，創(chuàng)造出豪華、典雅、凝重的裝飾效果；亦可通過設(shè)計不同的格縫設(shè)計，充分體現(xiàn)個性化。 施工性優(yōu)、適應(yīng)性強：使用專業(yè)噴槍，一次噴涂成型，施工周期短；且可適應(yīng)任何彎曲、細(xì)邊等部分，可裝飾任何不規(guī)則墻面，能靈活地體現(xiàn)被裝飾建筑物的線條及層次感，實現(xiàn)建筑造型設(shè)計。 施工成本低：裝飾效果幾乎達(dá)到與天然石材一樣的效果，其造價遠(yuǎn)低于天然石材，相當(dāng)于天然石材成本的 1/4 左右；且施工周期短，間接降低了勞動成本，更有利于推廣使用。二、多彩

5、涂料制備工藝2.1基本生產(chǎn)流程常規(guī)通用配方類型名稱乳液苯丙、硅丙或彈性乳液顏填料金紅石鈦白粉、高嶺土助劑潤濕劑分散劑pH調(diào)節(jié)劑（AMP-95）殺菌劑成膜助劑保濕劑（丙二醇）消泡劑增稠劑（ASE-60、HEC）色漿降粘劑焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉保護膠鋰皂石2.1.1分散相制備依次加入水、潤濕劑、分散劑、增稠劑、部分消泡劑、保濕劑低速攪拌分散約5min；加入鈦白粉和高嶺土等顏填料高速分散至細(xì)度50m；加入成膜助劑、保濕劑低速混合均勻后加入乳液和剩余消泡劑及殺菌劑；加入高濃度的保護膠溶液攪拌均勻靜置 5min 后調(diào)色，放置 24h 后備用。2.1.2分散介質(zhì)制備在高速攪拌分散下將降黏劑完全溶解于水中，然

6、后按m(水)m(保護膠)=100(67)的配比，高速分散2030 min，至保護膠粉體在水中完全溶脹。2.1.3彩粒制備（攪拌成粒）按m(保護膠體溶液)m(色漆)=11的配比，在低速攪拌下將色漆緩慢加入保護膠體溶液中，可用篩網(wǎng)孔徑大小及色漆流量快慢控制彩粒成型大小，低剪切低速攪拌均勻即可。2.1.4水性多彩涂料制備在彩粒懸浮液中加入由乳液、成膜助劑、丙二醇、消泡劑、AMP-95、增稠劑制得的清漆得到水性多彩涂料。2.2施工方法水性多彩涂料的施工體系由封閉底漆、底涂色漆、多彩花紋涂層和罩面清漆構(gòu)成。封閉底漆的主要作用是封閉水泥砂漿基層的毛細(xì)孔，防止泛堿而引發(fā)涂層發(fā)花；底涂色漆是一種調(diào)色的外墻涂料

7、，主要作用是遮蓋基層和底層著色，防止多彩花紋間隔處露底發(fā)花。水性多彩涂料施工體系及方法產(chǎn)品名稱涂裝道數(shù)參考用量/ (kg/m2)施工方法工序間隔/h柔性外墻膩子22刮涂16抗堿封底漆1-20.2輥涂4底色涂料10.3輥涂4多彩花紋涂料10.4噴涂24罩面清漆10.2噴涂4三、 水性多彩涂料常見問題及影響因素3.1常見問題與屬于單一均勻體系的乳膠漆不同，水性仿石涂料是由分散相與分散介質(zhì)組成的多相懸浮體系。雖然水性仿石涂料有仿真度高、自重輕、環(huán)保節(jié)能、飾面效果優(yōu)異及施工適應(yīng)性強等諸多優(yōu)勢，但體系在穩(wěn)定性方面仍存在較多問題：彩粒滲色：彩粒保護膜強度不夠、太柔軟，導(dǎo)致彩粒中的顏填料、助劑等物質(zhì)通過保護

8、膜不斷向分散介質(zhì)滲透，使分散介質(zhì)帶上了彩粒的顏色而變混濁，施工后各彩粒之間的邊界模糊不清，嚴(yán)重影響其仿石材的裝飾效果。彩粒粘結(jié)：涂料貯存后，彩粒失去獨立性而粘結(jié)成團，噴涂施工時易發(fā)生堵槍現(xiàn)象。彩粒浮層或沉底：若分散相的比重小于分散介質(zhì)，彩粒上??；若分散相的比重大于分散介質(zhì)，彩粒下沉。這兩種情形均破壞了分散相在分散介質(zhì)中穩(wěn)定懸浮的狀態(tài)，形成分散相與分散介質(zhì)分層的現(xiàn)象。彩粒強度低：由于彩粒中的膠體物質(zhì)與凝膠劑之間的反應(yīng)程度不夠，彩粒內(nèi)聚強度低，導(dǎo)致其在運輸和施工過程中，因不能承受振動、碰撞、沖擊和噴槍壓力，或是貯存過程中彩粒之間的擠壓力而破碎，造成彩粒之間串色、邊界模糊。體系后增稠：由于增稠劑或是

9、降黏劑使用不當(dāng)，水性仿石涂料體系出現(xiàn)后增稠現(xiàn)象，致使原本呈分散狀態(tài)的彩粒粘結(jié)聚集，噴涂施工易堵槍；嚴(yán)重的后增稠現(xiàn)象甚至使體系失去流動性，無法噴涂。3.2基料的影響基料是構(gòu)成涂料形成連續(xù)性立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)涂膜的主要物質(zhì)，是決定涂膜物化性能的關(guān)鍵材料。用于水性多彩涂料的基料可以是苯丙、純丙、硅丙、氟硅乳液，本文選用純丙乳液作基礎(chǔ)漆的成膜物，使制備的彩色顆粒涂膜具有優(yōu)良的柔韌性、保色性、耐候耐久性等優(yōu)點；選用彈性硅丙乳液作水性多彩涂料的基料，使涂膜具有優(yōu)良的機械強度和斷裂延伸率，保持良好的防水、防沾污和耐候性。在制備色漿時加入10%的乳液，是為了保證色漿在彩粒中的穩(wěn)定性和在涂膜中的抗性；在基礎(chǔ)漆配方中，

10、乳液的用量以40%60%為好，如果純丙乳液用量過低則基礎(chǔ)漆的固含量太低，涂膜的柔韌性、物化性能太差；在多彩涂料成品配方中，彈性硅丙乳液的用量以35%40%為好，如果乳液用量過少，則涂膜的彈性不好，綜合性能降低。3.3保護膠對彩粒穩(wěn)定性的影響保護膠的種類和凝膠溶液的濃度對多彩涂料的彩粒穩(wěn)定性至關(guān)重要。為了使一定形狀與大小的彩粒在涂料體系中保持長期穩(wěn)定，達(dá)到不粘連、不破碎、不混色，就必須選用與涂料體系相匹配的離子型保護膠。選用陰離子凝膠劑，如蒙脫石、離子型膨潤土(硅酸鎂/鋰鹽)等。其作用機理是：硅酸鎂/鋰鹽雖然不溶于水，但在水中其片層剝離分散，形成無色透明的凝膠液，它能在已分散的色漆顆粒表面形成一

11、層具有柔軟性、可塑性、潤滑性的保護膜。由于片層表面帶有負(fù)電荷，而邊緣帶有正電荷，當(dāng)在凝膠濃度較高、高離子強度時，片層表面的雙電層被壓縮，片層之間的排斥力減弱，而表面和邊緣之間的相反電荷的靜電相互吸引，導(dǎo)致形成“兩邊連兩面”的結(jié)構(gòu)，當(dāng)這個結(jié)構(gòu)貫穿整個體系時，就生成了一個相連的三維網(wǎng)絡(luò)凝膠體。在相同的剪切速率下，當(dāng)凝膠濃度低時，形成的彩粒比較小，也比較軟；反之當(dāng)凝膠濃度高時，形成的彩粒比較大，也比較硬，貯存穩(wěn)定性更好。但凝膠濃度也不能太高，否則粒子表面過硬，噴涂成膜明顯凹凸不平，手感粗燥。應(yīng)該選擇適宜的凝膠濃度，以克服滲色與混濁現(xiàn)象。3.4助劑的選擇3.4.1 分散劑的選擇在水性色漿的制備中，分散

12、劑的選擇和添加量，除了考慮顏料的分散細(xì)度外，還要考慮對凝膠液后增稠的控制，此時黏度上升的主要因素為反離子作用。作為炭黑、酞菁藍(lán)、有機紅、有機黃等顏料的分散劑，應(yīng)選用非離子嵌段共聚物分散劑，如H3275；作為鈦白粉、氧化鐵系顏料的分散劑，應(yīng)選用非離子型分散劑，如H1080。為了使彩色顆粒在涂料體系中長期穩(wěn)定，在上述色漿中還應(yīng)加入適量陰離子型穩(wěn)定劑，如H3204保護分散劑。在基礎(chǔ)漆中，分散劑選用H3204，旨在保護彩粒長期穩(wěn)定懸浮，避免基礎(chǔ)漆過度凝膠及后增稠。其用量對彩粒絮凝、顆粒大小及懸浮穩(wěn)定性起重要作用。當(dāng)用量達(dá)到0.5%時，可有效地防止水性多彩涂料在貯存期間黏度上升，避免施工過程中彩料破碎和

13、發(fā)花。3.4.2 懸浮增塑劑的選擇為了調(diào)整色漿和基礎(chǔ)漆的黏度，提高顏填料的懸浮性、塑性，需要選擇增稠劑，如纖維素醚、膨潤土、締合型增稠劑等。當(dāng)其用量為0.5% 1%時，可使水性多彩涂料具有優(yōu)良的懸浮、觸變性。3.4.3 消泡劑的選擇水性多彩涂料的低剪切黏度較高，PVC較低，噴涂施工時引氣量較高，涂料體系中的氣泡難以消除，需要選擇高效脫氣抑泡劑。乳膠漆常用的礦物油基消泡劑對多彩涂料的穩(wěn)定性有潛在負(fù)面影響，應(yīng)選擇長效抑泡劑A36，有助于及時脫除體系中的細(xì)泡。3.5工藝條件的影響3.5.1剪切速率對多彩涂料的影響依靠攪拌器的剪切力,把各種顏色的分散相在分散介質(zhì)中剪切成各種顏色粒子,因此隨著剪切速率的

14、提高,色粒會被分散的越來越小。因此對剪切速率的控制是非常重要的,它直接影響色粒的大小。而且不同的攪拌槳形狀會產(chǎn)生不同的剪切方式,由此形成的色粒形狀也發(fā)生改變。3.5.2攪拌時間對色粒的影響攪拌的時間過長會使一些色粒分散的太小,逐漸溶于分散介質(zhì)中而出現(xiàn)滲色現(xiàn)象。一般在實驗室條件下,一公斤之內(nèi)的樣品,乳液全部加入后分散五分鐘即可。3.6性能指標(biāo)項目技術(shù)要求容器中狀態(tài)無結(jié)塊，攪拌后呈均勻狀態(tài)施工性涂刷2道無障礙涂抹外觀正常干燥時間（表干）/h2耐水性(96h)無異常耐堿性(48h)無異常耐洗刷性/次500低溫穩(wěn)定性不變質(zhì)耐沾污性(白色或淺色)/%30涂層耐溫變性(5次循環(huán))無異常耐人工老化性250 h不起泡、不剝落、無裂紋；粉化1級、變色2級抗拉強度/MPa1.0黏結(jié)強度/MPa0.5斷裂伸長率/%標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下20