data-full-width-responsive="true"> 0 引 言 多彩涂料是指经一次性施工即可获得多种颜色粒子混合于一体的外观装饰效果的涂料,该种涂料由互不混溶的两相组成,其中一相为分散相,另一相为连续相(分散介质) 。分散相含有2种或多种不同颜色及不同形状的彩粒,这些彩粒互不相溶,稳定地悬浮分散于连续相中,经施工后展示出丰富多彩和多层次的装饰效果 。目前,建筑内外墙涂料装饰工程已普遍采用不同色彩的单色乳胶涂料进行色块搭配来提高装饰性,但装饰效果仍显单调,随着我国建筑业的迅猛发展和生活水平的逐步提高,人们对建筑物的装饰要求越来越高,审美不断求新求变,因此越来越多的涂料生产厂家及科研单位开始关注多彩涂料,希望利用该涂料丰富典雅的装饰效果来模仿天然花岗岩或大理石材,获得安令环保、外观优美、性能优良、成本低的新型装饰涂料,从而呈现出建筑涂料装饰效果的新面貌。1 多彩涂料的特点及类型多彩涂料除具有特殊的丰富多彩的装饰性外,还具有许多重要的技术特点,主要体现在以下几个方面 :(1)仿真效果好。多彩涂料经施工后得到的涂层色彩丰富鲜艳,富贵典雅,类似壁纸或花岗岩和大理石的装饰效果。(2)装饰效果多样,可以随意选择搭配。通过将不同颜色与不同形状的彩粒搭配,或者将多彩涂料与不同颜色的底色漆搭配;通过改变施工工具和施工方案,可以设计得到多样不同的装饰效果。(3)涂层自身质量轻。多彩涂料具有仿大理石或花岗岩的效果,同时能够克服天然石材由于自身较重带来的施工复杂、影响建筑物承重以及安全隐患等问题。(4)性价比高。同样的装饰效果,造价却远远低于花岗岩、大理石等天然 材,称得上是价廉物美。 多彩涂料通常由分散相和连续相(分散介质)组成,其中连续相浓度和黏度较低,干燥后呈透明状,而分散相中含有着色颜料,浓度和黏度较高。在搅拌作用下,不同色彩的分散相分别被分散入连续相中形成肉眼可见的细小条粒或珠粒,然后按比例混合形成多彩涂料。也可一次性将不同颜色的分散相分散到连续相中形成多彩涂料。根据两相的组成特性不同,多彩涂料可以分为4类:(1)水包油型(O/W)。连续相为水相,系合成树脂乳液,甲基纤维素水溶液等;分散相为油相,成膜物质为硝基纤维素、改性醇酸树脂等,加入颜填料及助剂,含较多有机溶剂。(2)油包水珏l』(W/O)。连续相为油相,为耐碱性的氯乙烯树脂漆、丙烯酸树脂漆等;分散相为水相,由高黏度的各种合成树脂漆制成。(3)油包油型(O/0)。连续相和分散相均为油相,但溶剂互不相溶,主要适用于金属的涂装,具有溶剂型涂料不安全、不环保等缺点。(4)水包水型(W/w)。即全水性多彩涂料,是在水性乳胶漆中加入可凝胶化的水溶性涂料分散而成。通常把两相简称为分散相和连续相,两相混合时即在粒子的接触表面产生凝胶化。其中水包油(O/W)及油包水(W/O)型多彩涂料中2O世纪8O年代曾风靡一时,但由于使用较多有机溶剂而存在环保及安全隐患问题,并且还存在凝胶粒子只能为球状、粒子尺寸小(直径不会超过2 mn1)以及贮存稳定性差等问题,市场逐渐萎缩。目前,研制开发具有长期稳定性、抗渗色好且更经济环保的水包水型多彩涂料是多彩涂料研究发展的主流 。2 国内外多彩涂料研究进展多彩涂料的设想最早由Bush P提出,并于1939年获得专利,但其实用性受到限制。这个时期的多彩涂料主要使用硝基纤维素作为成膜物质。20世纪6O年代,多彩涂料发展较快,这应归功于Zola J c的工作,
他对多彩涂料制备方法及原理进行了深入的研究,并申请了多项专利。7O年代以后,日本在这方面研究较多,发表了许多专利,出现了不含溶剂的水性多彩涂料。迄今为止,世界各国有关多彩涂料的专利已达50多个,制造方法和所用原料各异。而日本SK四国化研公司开发的全水性多彩涂料,摒弃了以往多彩粒子靠有机溶剂来制备的方法,制成将反应固化型乳液在水中分散的涂料,即W/w型多彩涂料。
它是将经疏水化处理的着色颜料分散于高反应控制的交联剂,通过调节交联密度形成交联着色凝胶,从而使着色颜料不会在水中析出,各种着色粒子色相保持不变,其整个水性涂料体系总挥发性有机化合物含量未到1%。我国在20世纪8O年代末,由上海汇丽化学建材总厂和中国建筑科学研究院等单位联合从日本关西涂料公司引进多彩内墙涂料的生产设备和技术,在较短的时间形成了l 000 t/a的生产能力,全部原材料立足于国内,建成了我国第一条多彩涂料生产线。此生产线投产后,产品在各地的宾馆、高级住宅、工程建筑上使用,销路甚好。但因产品是水包油型(O/w),油性粒子均采用硝基浆,使用较多量的苯类等易挥发性强溶剂,影响人类身体健康和周围环境,同时给原材料的贮运均带来一定危害性;而且该类多彩涂料的生产工艺复杂,生产设备均为防爆设备,与一般涂料的生产设备不能通用,使其应用受到限制。从20世纪90年代开始,涂料生产厂家及科研院校开始着手研制水包水型多彩涂料,目的是克服水包油型多彩涂料的缺点,使涂料更加环保。但是该类多彩涂料的彩色凝胶胶粒子必须独立存在,且应均匀地分散于连续相中,故生产工艺要求高,给规模化生产带来了一定的困难。近年来,国内外不少涂料企业都推出了水性多彩涂料,其中有自主研发也有技术引进的,产品各具特色,并在市场上得到推广和应用,尤其在一些高档建筑及对装饰性要求较高的场所获得了用户认可。目前国内水包水型环保多彩涂料产品正在逐步走向市场,并目趋成熟。3 水包水型多彩涂料研究进展水包水型多彩涂料实际上是一种以水性乳胶涂料的小液滴作为分散相,以保护胶水溶液为连续相的多相悬浮体。要得到均匀稳定的悬浮体,就必须使乳胶涂料在加入保护胶水溶液的过程中,不发生保护胶对乳胶涂料的稀释、涂料的凝结及颜料向保护胶水溶液中渗透等情形。要实现这种水包水的悬浮体,就必须在把水性乳胶涂料分散于保护胶水溶液中的瞬间,在涂料液滴的表面形成一层不溶于水的柔性膜,这层柔性膜除了能够阻止膜内各涂料组分及膜外的保护胶液组分互相扩散外,还能防止各胶滴之间发生聚集、凝结 。有关水性多彩涂料如何获得该层柔性膜的报道很多,在早期的配方中一般都引用少量高沸点有机溶剂。后来有的采用硼砂使粒子表面凝胶化,但不容易得到小的分散粒子。也有采用完全由带不同电荷的A、B两组分构成。一种组分为阴离子型乳液,另一组分为阳离子型,阳离子的引人主要通过加入水溶性阳离子高分子物质,如阳离子淀粉、阳离子型纤维素、阳离子型胍胶、特殊改性聚酰亚胺、阳离子化聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮等,或者使用阳离子乳化剂稳定的乳液 。