data-full-width-responsive="true"> 水性自清洁罩面漆的制备研究何庆迪，史立平，蔡青青，孔志元(中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏常州213016)0 引言自20 世纪90 年代以来，建筑乳胶涂料在我国开始得到快速发展和广泛应用。建筑外墙乳胶涂料对建筑物不仅起装饰和保护作用，并有质轻、安全、施工简便，工效高、工期短、维修更新方便、造价较低等优点，是目前建筑外墙装饰中应用最广泛的一类重要建筑装饰材料。目前，我国约60%～70%的建筑外墙面装饰采用外墙乳胶涂料。但是，随着工业化和城镇化进程的加快以及各类车辆的快速增加，大气环境污染日益严重，空气中含有大量的粉尘、油污等污染物，这些污染物很容易粘附在建筑物外立面，日积月累使得建筑物外立面变得灰暗老旧；而那些沉积于建筑物平面结构如窗台、露台等处的污染物在雨水的作用下也会污染建筑物外立面，严重影响建筑物的美观和装饰材料的装饰效果，增加了建筑物墙面清洁和维护成本。目前国内每年均需花费大量的财力、物力和人力用于建筑物外立面的清洗。常规外墙乳胶漆由于漆膜致密度、表面硬度以及耐水性等方面的原因，其涂层不但容易受到污染，而且一旦污染则很难通过二次清洗清除掉。因此，目前国内外墙乳胶涂料主要还是用于一般性建筑物的外墙面装饰，很难满足目前日益增多的高层及高档建筑物的外墙面高装饰性要求。为解决外墙涂料的耐污染问题，行业一度采用传统的疏水原理, 即在涂料及乳液体系内进行疏水改性的方法(即所谓的荷叶效应)，使粉尘能够跟随雨水从墙面滚落从而不会粘附其上。但实际应用证明，其效果并不理想, 墙面会出现难看的雨水污染物雨痕，其耐污性反而不如常规的水性乳胶涂料。其原因主要是由于疏水涂层一般亲油，而国内现有大气污染物颗粒中含有相当多的碳氢化合物和NOx、SOx 等有机物，
它们相对亲油，更容易粘附于疏水涂层表面，且不易被雨水均匀润湿冲刷去除。相比之下亲水漆膜对油性污染物有良好的抗粘附能力，对于亲水性污染物则可以通过雨水较容易地清除，同时雨水在亲水涂层表面呈现均匀润湿状态而不易形成污水痕迹，整体外观比较好。通过亲水涂膜和疏水涂膜实际户外曝晒比较试验以及近年来一系列的外墙装饰工程实例表明，在我国特别是沿海工业发达城市，亲水体系具有更理想和更持久的自洁效果，这越来越为建筑涂料界人士所认可。本项目结合超亲水原理和自微粉化原理，采用有机乳液和无机硅溶胶复合成膜物质来制备水性自清洁罩面漆。涂膜的亲水性使得大气中的油性污染物不易附着，而附着的污染物也能轻易地通过雨水冲刷带走，即使有牢固附着的污染物也会通过涂膜表面轻微的粉化作用轻易除去，二者协同作用能使涂膜长期保持洁净，起到良好的自清洁效果。1 实验部分11 主要原料硅溶胶：工业级，有效含量30%；SA 硅丙乳液：自制，有效含量40%以上；纳米TiO2溶胶：进口，工业级；润湿剂：进口，工业级。12 制备方法将去离子水和硅溶胶加入合适的容器中，搅拌均匀后加入自制的硅丙乳液，低速搅拌10 min 后加入纳米TiO2溶胶和润湿剂等助剂，继续搅拌15 min 即可得到水性自清洁罩面漆。13 性能测试耐水性：按GB/T 97552001 中5 9 的规定进行测试。耐碱性：按GB/T 97552001 中5 10 的规定进行测试。耐污性：按GB/T 97802005 中8 2 1 的规定进行测试。水接触角：采用上海梭伦信息科技有限公司的SL200B接触角测定仪进行测试。将去离子水滴在涂覆了亲水涂料的玻璃板表面，3 s 内进行测试，每个样品测量5个点，取算术平均值。QUV性能：采用Q-PANEL公司生产的QUV/SE紫外光老化机进行试验。户外天然曝晒：将配套涂层涂覆在铝板表面，然后放置于室外天然曝晒，保持样板面与水平面垂直，每隔一段时间观察样板面的洁净及粉化情况。试验底材未作说明的均为石棉水泥板，采用常规外墙乳胶涂料为配套底漆，喷涂2 道自清洁罩面漆形成复合涂层。2 结果与讨论21 pH 值对体系稳定性的影响本项目研制的水性自清洁罩面漆主要由有机乳液和无机硅溶胶组成。其中无机硅溶胶是亚稳定的，其胶粒总有聚集成大颗粒的倾向。根据D L V O理论，胶体悬浮液的稳定性与范德华引力和固液界面双电层压力是否平衡有关。而pH值会影响电荷电位大小，因此pH值对硅溶胶的稳定性至关重要。实验选用硅溶胶（不挥发物含量为30%，pH=9 0）与自制的硅丙乳液1∶1 进行复配，用NaOH溶液和醋酸溶液来调节其pH 值（采用精密试纸测定），并放置于50 ℃烘箱中考察pH对其储存稳定性的影响，具体结果见表1。
根据表1 的实验结果可以看出，pH值在4～7 范围内时，体系的稳定性较差，容易凝胶化，随着pH的增加，体系的热储存稳定期得到延长。当pH值进一步提高到8 及 8 时，体系是非常稳定的。加入过量的NaOH溶液虽然能提高涂料的储存稳定性，但会引入大量的离子影响涂料的性能，考虑到罩面漆产品的综合性能及应用情况，最终将罩面漆体系的pH值选定在8 0～10 0。
