水性铝银浆金属外墙涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 水性铝银浆金属外墙涂料的研制陈中华1,2，陈海洪2，陈剑华21华南理工大学 材料科学与工程学院，广州 510640；2广东省特种涂料工程技术研究开发中心，广州 510520本文研制开发的水性铝银浆金属外墙涂料，其喷涂效果已达到金属幕墙所具有的诸多装饰效果和防护性能，各项性能指标都达到并远超国家标准，且环保无毒，具有广阔的应用前景；同时，该产品成本低廉，生产工艺、施工简单，可在50~80℃烘干；可以大大节约生产和施工成本，使工程的造价显著降低，为其推广应用创造了良好的基础。1 实验部分11 主要原料高玻璃化温度纯丙乳液K2：罗门哈斯公司产品；润湿分散剂：罗门哈斯公司产品；颜料：水性铝银浆，上海崇明化工公司产品；增稠流平剂：深圳海川化工公司提供；其它助剂：工业级，国产。12 主要仪器QHQ型涂膜铅笔划痕硬度计，JTX型建筑涂料耐洗刷仪，QCJ型漆膜冲击器，QTX型漆膜柔韧性测定器，XL30FEG型扫描电镜仪。13 基本配方水：250%~350%；乳液：450%~550%；润湿剂：01%~04%；分散剂：05%~1%；流平剂：20%~ 30%；消泡剂：01%~04%；成膜助剂：40%~60%；水性铝银浆：50%~100%；定向排列剂：05%~20%；增稠剂：03%~10%；其它助剂：05%~15%。14 制备工艺因配方中仅含有水性铝银浆颜料，其表面已进行改性，有良好的分散性能，故无需对体系进行高速分散。制备工艺如下：先将水、润湿分散剂、消泡剂、防腐剂预混合，加入水性铝银浆，中速搅拌15~20 min，分散均匀至细度为35~45 m，再加入乳液、定向排列剂、成膜助剂，搅拌均匀，最后加入增稠流平剂调至合适黏度。15 水性铝银浆金属外墙漆性能测试结果2 结果与讨论21 体系pH值的确定本体系含有水性铝银浆，因铝是两性金属，故体系pH值必须控制在中性范围内才会稳定。经多次实验，确定当pH在75~9时，体系较为稳定。其原因主要是此pH值不足以使体系的铝浆发生反应，且体系为阴离子体系，在此pH范围内稳定性得到保证；另外弱碱性可抑制细菌的繁殖，故也可使体系得到稳定。在选择助剂与乳液时，均要考虑其pH值对体系的影响，助剂尽量选择非离子类型，如增稠剂选聚氨酯型而不选丙烯酸类型。22 乳液的选择选择乳液时需要考虑其pH值、硬度、耐老化性能、与铝银浆的相容性等。本实验选用目前市面上较常用的几种乳液，经试验，其性能对比如下：由表2可以看出，纯丙乳液2的综合性能最佳。另据报道，由于该乳液本身具有的交联特性，它不但具有高度的抗沾污性、高度抗压痕性、杰出的附着力及防水性，而且具有优秀的室外耐久性、保光性、抗粘连性和良好的耐擦洗性。另外当配方中乳液含量占50%时，体系pH值约为77~87，恰好在体系要求的范围内，故本实验选用该纯丙乳液作为体系的基料。23 铝银浆的选择因铝粉自身的两性特点，目前市面上常见的水性铝银浆都是经过包膜处理后出厂，分为无机包膜和有机包膜两种。有机包膜铝银浆后处理方法主要采用带有羟基的有机物包覆，保证了在水性涂料中分散性的同时，具有良好稳定性能。但是由于有机包覆物可能与涂料体系的组分发生化学反应，所以存在与涂料体系的匹配问题。无机包膜铝银浆后处理方法为无机物包覆，适用性更广，稳定性更好。图1是无包膜、有机包膜、无机包膜三种铝银浆在碱性溶液中的析氢对比。由图1可以看出，无机包膜铝银浆耐碱性是最好的。铝银浆粒径大小对涂膜的金属闪光效果影响较大，粒径较大时，闪光效果明显，但涂膜手感不佳；粒径较小时闪光效果不明显，但涂膜手感较佳。经反复试验得知，当铝银浆粒径在5~20 m时，两者可达最佳平衡点。测试条件：碱性水介质为01 mol/L的氢氧化钠水溶液、铝银浆干粉重量05 g，碱性水溶液30 mL，温度25℃。图2为本实验用铝银浆的扫描电镜图。由图2看出，本实验所采用的铝银浆为片状结构，因片状颜料具有悬浮性好、涂膜封闭性佳等特点，用其制成的涂料稳定性得到进一步提高。24 其它助剂的选择本实验所要求的体系pH值范围较严格，助剂尽量选用非离子型，而且种类宜少不宜多。本实验加入乳液后，体系pH值已达到要求的范围，故体系无需加入氨类调节剂。pH值过高会对铝银浆稳定性产生影响。3 结语本文确定了水性铝银浆金属外墙涂料的配方，制备的涂料各方面性能都达到推广应用的要求，且生产工艺快捷简单、施工温度范围较广。