data-full-width-responsive="true"> 外墙乳胶漆耐沾污性的分析及发展状况王伟民1, 2 , 李 雯3 , 陈尔凡1(1 沈阳化工学院, 辽宁沈阳110000; 2 沈阳产品质量监督检验院, 辽宁沈阳110000;3 沈阳市自来水总公司, 辽宁沈阳10142) 随着我国经济的快速增长,环境污染也越来越重,大气中的各种尘埃和带油性的烟雾增多,有相当一部分外墙乳胶漆漆膜不是因为降解而失去使用价值,而是因为表面脏而失去美观装饰性。外墙乳胶漆的使用寿命与其耐沾污性紧密相关,耐沾污性的好坏已成为外墙乳胶漆推广应用的主要障碍,所以开发出高耐沾污性、高性能的外墙乳胶漆正成为各国的研究课题。1 外墙乳胶漆漆膜沾附污染分类及其机理外墙乳胶漆沾附污染可以分为两种类型:一是附着性污染;另一是吸入性污染 。附着性污染是指污染物仅是物理吸附在漆膜表面上;吸入性污染是指在附着性污染的基础上,污染物进入到漆膜的内部,这样造成的漆膜污染是不易去除的。一般所指的漆膜沾污通常是这两种类型同时存在。外墙乳胶漆沾污的机理是: (1) 粘附现象,乳胶聚合物一般是热塑性聚合物,外墙乳胶漆所用基料的玻璃化温度( Tg)较低,受热后漆膜容易变软、发粘而沾灰,或者漆膜由于受雨水浸泡而软化,软化的漆膜更容易吸附空气中的污染物[ 2 ] ;(2) 吸入现象,乳胶漆在所有的颜料体积浓度( PVC)情况下都有气孔,雨水夹带的尘垢粒子尺寸是胶体尺寸,这样小的粒子可被雨水带到漆膜表面的孔隙中,进入到漆膜内,从而对漆膜造成永久性污染[ 3 ] ; ( 3) 吸附现象,涂膜会吸附灰尘而被污染,而漆膜中含有的非极性是电的不良导体,高电阻的表面容易产生静电,一旦遇到带有相反电荷的污染物微粒,会发生静电吸附,而造成漆膜污染,但这种机理只适用在极为干燥的环境下;(4) 积灰现象,涂膜面层从微观上看是凹凸不平的,易形成积灰污染。2 外墙乳胶漆漆膜耐沾污性的影响因素2 1 乳胶漆的成膜物与耐沾污性能2 1 1 乳液聚合物玻璃化温度(Tg)的影响乳胶漆是典型的以热塑性聚合物为基料生产的涂料,在一定温度,热塑性聚合物膜的硬度或粘度由聚合物的玻璃化温度( Tg)所决定, Tg上升,漆膜硬度上升,漆膜耐沾污性就越好;反之,耐沾污性就比较差,这已被许多实验所证实。2 1 2 乳液聚合物交联密度的影响提高交联密度可采用UV交联和化学交联,采用UV照射来提高漆膜的致密性,可改善漆膜耐沾污性。王雪松等人的实验对用纯丙乳液配制的乳胶漆漆膜进行UV照射前后的耐沾污性对比表明,同一乳液经UV照射的漆膜反射系数下降率比未经UV 照射处理的低20%以上 。化学交联是整个涂层都进行交联,通过交联,使树脂由线型高分子变为体型结构,提高漆膜的硬度和致密性。采用有机硅树脂,通过硅醇方式接枝共聚到带有羧基或羟基的丙烯酸聚合物中,制备有机硅改性丙烯酸酯聚合物,利用有机硅树脂优异的硬度和疏水性来提高漆膜的耐沾污性。如孙中新等人采用硅丙树脂制得的外墙涂料,结果是有机硅改性丙烯酸涂料的耐沾污性较常规丙烯酸涂料有了明显提高 。2 1 3 漆膜表面张力的影响乳胶漆膜吸水性可导致沾污,因而降低漆膜表面张力,使之具有一定的憎水性,可提高漆膜的耐沾污性。经典的界面化学理论是如下阐述漆膜的接触角与耐沾污性关系的:对于漆膜的抗沾污性,存在着一个粘附湿润过程,这个过程的推动力:Wa =sg +lg - sl (sg为固- 气表面张力,lg为液- 气表面张力,sl为固- 液表面张力) ,对于任何一个能使sl减小的作用力都可增大粘附的倾向和牢度,也就是抗沾污性下降,sl是固- 液表面张力值,其表达式为sl =sg -lg cos,越小,sl越小,即抗沾污性越差;反之,漆膜的表面能越低,耐沾污性越好 。水性乳胶漆漆膜污染的成因要复杂得多,漆膜本身无法回避多孔遇水软化的特性,其表面的附着性污染和吸入性污染均是其沾污的主要成因,水是造成吸入性污染的主要因素。由此推之,在不改变漆膜其
它性能的前提下,降低表面能,使水与漆膜无法粘附润湿是消除吸入性污染的有效手段 。2 2 乳胶漆的颜料体积浓度( PVC)与耐沾污性乳胶漆的颜料体积浓度( PVC)对漆膜的理化性能有很大的影响,乳胶漆漆膜是一个由有机聚合物和无机颜料组成的复合材料体系, PVC是支配该体系性能的重要参数。通常随着涂料体系PVC升高,漆膜的积尘沾污性降低,这一特性持续到PVC = CPVC (临界颜料体积浓度)时为止,这与积尘沾污性是源于涂料的热塑性聚合物成膜物质的粘着性的论点是一致的,降低漆膜的孔隙率是减少积尘沾污的一个方法。
