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弹性建筑乳胶漆具有能遮盖墙体的毛细裂缝和防止混凝土碳化的特点, 越来越受到用户的青睐。但是在弹性建筑乳胶漆的发展和应用中, 仍有一些需要解决的问题, 如耐沾污性, 遮盖裂缝的能力,附着力和标准等。1 耐沾污性为了在春夏秋冬都能很好地遮盖裂缝, 也就是说, 一年四季弹性乳胶漆的使用温度都在乳液聚合物的橡胶态平台上, 乳液聚合物的玻璃化温度Tg必须是很低的, 具体视弹性乳胶漆使用的冬天最低气温而定, 比如说, 某地冬天最低气温为- 15 ℃,那么弹性乳液聚合物的玻璃化温度就须在- 15 ℃以下, 才能满足要求。否则, 冬天气温降低时, 弹性乳胶漆就变成普通乳胶漆了, 也就失去了遮盖裂缝的功能。由于弹性乳胶漆必须使用很低Tg 的乳液, 所以耐沾污性的先天性较差。比如说, 采用Tg -15 ℃的乳液, 在冬天使用温度为Tg 时, 耐沾污性系数为1 , 而到夏天, 使用温度升为40 ℃时, 涂膜很软, 耐沾污性系数就下降为025 , 耐沾污性自然很差。采用核壳乳液聚合、紫外交联技术、有机硅改性和添加不透明聚合物等, 能使耐沾污性得到一定的改善。2 遮盖裂缝的能力弹性建筑乳胶漆的遮盖裂缝能力和乳液性能、颜料体积浓度PVC、涂膜厚度、延伸率保持率、使用温度等因素有关。211 乳液性能乳液性能是弹性建筑乳胶漆遮盖裂缝能力的基础。乳液聚合物的组成和结构在很大程度上决定了橡胶态的平台和遮盖裂缝的能力。聚合物分子间相互作用较弱, 分子链柔顺性较好, 易于变形, 富有较高弹性。乳液Tg 决定了弹性乳胶漆的使用温度, 是弹性乳胶漆弹性和非弹性的分界点, 更确切些说是分界区。增塑型对延伸率有明显影响, 外增塑聚合物表现出很高的延伸率, 但温度范围较窄,当增塑剂用量提高时, 延伸率曲线形状基本不变,但曲线向低温侧移动, 内增塑聚合物刚好相反, 其最大延伸率比外增塑体系低, 但温度范围较宽, 如图1 所示。一个适合一年四季变化的弹性温度范围对于使用来说, 是十分重要的。因此弹性建筑乳胶漆一般采用内增塑。有时, 生产弹性建筑乳胶漆时, 为了降低成本或改善耐沾污性, 也可以把弹性乳液和普通乳液混用, 但要注意其相容性。随着普通乳液的加入, 乳胶漆遮盖裂缝能力降低, 抗拉强度提高, 尤其是在使用温度更低时。如表1 所示[2 ] 。
212 PVC随着PVC 的提高, 延伸率下降, 采用Primal2438 乳液的试验结果如表2 所示[2 ] 。表2 不同PVC 弹性乳胶漆的延伸率/ %
弹性乳胶漆的PVC 一般在25 %～45 % , 具体视所要求的弹性而定。弹性要求高, PVC 偏低控制, 弹性要求低, PVC 偏高控制。213 涂膜厚度为了达到遮盖裂缝的效果, 弹性乳胶漆干膜必须有一定厚度。但到底多厚比较合适呢?假设裂缝扩展涂膜拉伸时, 体积不变, 而且不缩颈。因为涂膜在横向附着在基层上, 宽度不变,则: SoLo = StLt (1)式中: So 干涂膜原厚度mSt 裂缝扩展涂膜受拉伸后的厚度mLo 该涂膜原长度mLt 裂缝扩展涂膜受拉伸后的长度m由(1) 式得 (So - St) / St = (Lt - Lo) / Lo (2)又∵ = (Lt - Lo) / Lo(3)式中: 延伸率, 以小数表示 St = So/ (+ 1)(4)不同原始涂膜厚度, 不同延伸率时, St 的计算结果列于表3 。
其实, 裂缝扩展涂膜受拉伸时, 是要缩颈的,如图2 所示。缩颈后涂膜最薄处的实际厚度低于表3 值。
不同干膜厚度的延伸率、抗拉强度和遮盖裂缝宽度如表4 所示[3 ] 。试验采用Rhoplex EC - 2848 弹性乳液, PVC = 37 %。从表可以看出, 干膜厚度对抗拉强度没有影响, 对延伸率有影响, 但不大。随着干膜厚度的增加, 延伸率略有增加。干膜厚度对遮盖裂缝宽度作用重大, 大致与其成正比例关系。综上所述, 兼顾经济因素, 弹性建筑乳胶漆干膜厚度: 平涂150m ～ 250m , 拉毛250m 是比较合适的。表4 不同干膜厚度的延伸率、抗拉强度和遮盖裂缝宽度
214 延伸率保持率涂膜在环境的作用下是要老化的, 老化后弹性建筑乳胶漆的弹性又如何变化呢? 这对实际应用是需要知道的。将六组不同PVC 的试样, 人工QUV老化1000h 前后, 分别测定其延伸率。23 ℃时, 六组试样延伸率平均保持率为44 %。- 15 ℃时, 六组试样延伸率平均保持率为47 %。215 使用温度如前所述, 弹性建筑乳胶漆的使用温度应该在弹性乳液聚合物的橡胶态平台上。由表1 、表2 和图1 可以看出, 各种乳胶漆都有一个最大延伸率,但是不同乳胶漆达到最大延伸率的温度是不同的。在最高延伸率的两侧, 不管是随着温度降低, 还是随着温度升高, 延伸率都将下降, 低温侧下降更快。3 附着力弹性乳胶漆的涂膜有时能被成条成片地撕下来, 而亚光乳胶漆的涂膜却没有这种问题。于是有人以为弹性乳胶漆涂膜的附着力不如普通亚光乳胶漆。其实不然, 它们的附着力是基本相同的。详见表5 , 实测结果也一样。原因是弹性乳胶漆的抗拉强度比较高, 一般大于1MPa , 高于它的粘结强度, 所以就能成片撕下。有光乳胶漆也有类似情况。亚光乳胶漆就不一样, 其抗拉强度与其粘结强度基本相同, 因此一撕就碎了, 不会出现被成条成片撕下的现象。这不是说弹性乳胶漆的涂膜一定会被成片撕下来。通过合适的底涂和基层处理, 也可通过弹性乳胶漆本身的改进, 提高涂膜附着力, 使其与抗拉强度相当, 就不会被成条成片撕下来了。
4 产品标准和试验方法411 产品标准弹性建筑乳胶漆还没有国家标准。上海市工程建设规范DG/ TJ08 - 504 - 2000《外墙涂料工程应用技术规程》, 根据我国实际情况, 参照日本J ISA6909 标准规定: 除符合GB/T9755 - 1995《合成树脂乳液外墙涂料》标准外,耐沾污性30 % , 延伸率 120 % , 粘结强度 07MPa , 透水性 05ml 。表6 北京弹性防水涂料标准部分指标
北京市《建筑外墙装饰弹性防水涂料应用技术规程》(送审稿) , 在GB/ T9755 - 1995 基础上, 取消了涂料耐冻融性和对比率, 人工老化从250h 提高至500h , 涂层耐温变性从10 个循环提高至25个循环, 并增加了如表6 的项目。新加坡弹性乳胶漆标准规定, 除了符合一般建筑涂料性能外, 还需符合表7 要求。
欧洲共同体EN1062 - 2000 标准将外墙涂料遮盖裂缝性能分成六级, 如表8 所示。表8 外墙涂料遮盖裂缝性能分级
弹性建筑乳胶漆是作为遮盖墙体裂缝的功能涂料而开发的。它涂饰的对象是垂直的外墙面, 一般无需承受水压。正如普通外墙建筑涂料只有耐水要求而没有防水要求一样, 弹性建筑乳胶漆也只需耐水要求而无需防水要求, 因为它不是防水涂料。建议弹性建筑乳胶漆标准如表9 所示。表9 弹性建筑乳胶漆
表内指标仅供参考, 实际指标应通过试验确定。412 延伸率试验方法国内大多数按GB/ T528 - 92《硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸性能的测定》, 试样为哑铃型, 干膜厚度210 012mm , 拉伸速度200mm/ min。JC/T500 - 92《聚氨酯防水涂料》亦按此检验。上海市涂料颜料质检站按GB/ T13022 - 91《塑料薄膜拉伸性能试验方法》(eqvISO1184 - 83) ,试样为哑铃型, 干膜厚度400m , 拉伸速度10mm/ min。日本J IS A6909 - 1995《建筑饰纹涂料》规定,对于建筑饰纹弹性防水涂料延伸率测定, 采用哑铃型试样, 干膜厚度1mm , 拉伸速度200mm/ min。新加坡弹性建筑乳胶漆标准规定, 干膜厚度150m , 试验采用ASTM D412 - 97 标准中C 法。拉伸速度为50mm/ min。罗姆哈斯采用岛津自动图示拉伸试验机(AGS500A 型) , 试样干膜厚度375m , 拉伸速度10m～50mm/ min。巴斯夫对乳液膜的拉伸性能测试时, 采用ISO1184 和DIN 53455 。试样不同, 测试方法不一样, 试验条件不一致, 导致测试结果无法比较。因此应该统一试样,统一试验条件和测试方法。ISO1184 可作为统一的基础, 这也便于在国际与同行交流。干膜厚度250m , 拉伸速度10mm/ min 比较接近弹性建筑乳胶漆的实际使用情况。
