外墙无机建筑涂料的不合格配方和原因分析

data-full-width-responsive="true"> 外墙无机建筑涂料的不合格配方和原因分析姜广明1，马海旭1，梁　杨1，肖凯巍1，王连盛1，胡　水2（1中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013；2北京化工大学，北京 100029）0　引　言外墙无机建筑涂料是以碱金属硅酸盐或者硅溶胶为主要黏结物的涂料。为了达到较好的物理性能，其中还加入一部分的有机乳液、填料和少量的助剂等。外墙无机建筑涂料除了要具备稳定性（低温、热贮存）、耐水性、耐碱性、耐洗刷性等性能外，对耐沾污性和耐人工气候老化性等也有较高的要求。因此外墙无机建筑涂料中的成分种类较多，化学反应复杂，配方技术难度较高。本文总结了外墙无机建筑涂料所有的典型不合格情况，利用红外光谱和热失重分析剖析了不合格的外墙无机建筑涂料的配方，从配方和成分解释了外墙无机建筑涂料的不合格项目产生的原因。1　实验原料及设备11　实验原料选取无机建筑涂料企业生产的有不合格项目的 6 个典型的外墙无机建筑涂料，编号为 WJ-6、WJ-16、WJ-18、WJ-19、WJ-30和WJ-41。12　实验设备红外光谱使用美国 Thermo Fisher SCIENTIFIC 公司生产的 Nicolet 6700 傅立叶变换红外光谱仪测试，扫描范围为 4 000～400 cm-1，分辨率为 4 cm-1。热失重分析使用瑞士 METTLER-TOLEDO 公司产品 TGA/DSC1 同步热分析仪（型号 STARe system）测试；氮气气氛，测试的温度范围为室温～900 ℃。13　实验方法物理性能，如低温贮存稳定性、热贮存稳定性、耐洗刷性、耐水性、耐沾污性、耐人工气候老化性等，检测依据 JG/T 26－2002《外墙无机建筑涂料》。水蒸气透过率使用水蒸气透湿杯测试，检测依据 JG/T 309－2011《外墙涂料水蒸气透过率的测定及分级建筑工程》，在多孔 PE 板上刷涂 2 道后测试。外墙无机建筑涂料晾干后磨粉，用 KBr 压片后测试红外光谱。2　结果与讨论21　物理性能分析6 个外墙无机建筑涂料的物理性能和水蒸气透过率的检测结果，如表 1 所示。从表 1 中可以看出，6 个外墙无机建筑涂料的低温稳定性全部合格；WJ-18 的热贮存稳定性不合格，其他 5 个外墙无机建筑涂料的热贮存稳定性都合格。WJ-18 经热贮存稳定性后凝结成一整块坚硬的固体，这种情况也被称为后稠现象。WJ-19 的耐洗刷性达到 14 万次，另外 5 个产品的耐洗刷性都在 3 万次以上。WJ-16 的耐水性出现了起泡和轻微掉粉的现象，其他 5 个产品的耐水性都合格。外墙无机建筑涂料的耐沾污性非常好，其中 WJ-16、WJ-30、WJ-41 的耐沾污都15 %，调色样品WJ-18 的漆膜也非常光滑，耐沾污性优异。但是WJ-6 和 WJ-19 的耐沾污性竟然达到了 64 % 和 58 %，导致这两个产品无法作为外墙无机建筑涂料使用。WJ-6、WJ-18、WJ-19、WJ-30 的耐人工气候老化性（800 h）合格，但是 WJ-16 耐老化后出现了轻微掉粉和变色严重的现象，而 WJ-41 耐老化后出现了严重掉粉的现象。22　水蒸气透过率分析WJ-19 样品粗糙，不适于刷涂，未测试水蒸气透过率。外墙无机建筑涂料 WJ-6、WJ-16、WJ-18、WJ-41 的水蒸气透过率都特别高，都在 1 500 g/（m2d）以上。与这些产品不一致的是，WJ-30 的水蒸气透过率不到 700 g/（m2d）。这个数值比一般的合成树脂乳液外墙涂料高一些，但是与外墙无机建筑涂料的水蒸气透过率相比，还是低很多。外墙无机建筑涂料的水蒸气透过率较高，24 h 水蒸气透过量介于 1～2 g 。由于水蒸气透过率的计算是倒数相加的关系，当涂层水蒸气透过率较高时，水蒸气透过率的数值容易受到测量的过程影响，比方说刷涂厚度、温湿度、称量精度和基板的水蒸气透过率等。水蒸气透过率的样品制备是在标准的多孔 PE 板上刷涂 2 道，当试样的厚度较高时，水蒸气透过率较低；而当试样的厚度较低时，水蒸气透过率较高。温度和湿度的波动造成测试溶液饱和蒸汽压的变化，从而影响 24 h 水蒸气透过量。温湿度的不确定度对涂层水蒸气透过率的影响不容小觑，只是在本文中温湿度造成的影响没有定量给出，初步估计也在 10 % 以上。精密天平的称量精度在 1 mg 或者 01 mg，称量的不确定性对水蒸气透过率的影响非常小，可以不予考虑。基板的水蒸气透过率对涂层水蒸气透过率的影响，如图 1 所示。在计算涂层水蒸气透过率时，多孔 PE 板的水蒸气透过率按照 420 g/（m2d）计算。但实际上，每块基板的水蒸气透过率有一定的差异，范围在 410～430 g/（m2d）之间。从图 1 可以看出，24 h 水蒸气透过量或者涂层水蒸气透过率越大时，基板的不确定度带来的误差越大。当涂层水蒸气透过率为 500 g/（m2d）时，基板带来的误差为 3 %；当涂层水蒸气透过率为 1 000 g/（m2d）时，基板带来的误差为 6 %；当涂层水蒸气透过率为 2 000 g/（m2d）时，基板带来的误差为14 %。