灰钙粉和乳胶漆

第34卷第7期 2004年 7月 涂 料 工 业 PAINT＆ COATINGS INDUSTRY 、 o1．34 NO．7 Ju1．2004 灰钙耢在内墙乳胶漆中的应用 徐 峰 (安徽省建筑科学研究院，合肥230001) 摘 要：介绍了使用灰钙粉和乙烯 一乙酸乙烯酯 聚物(、AE)乳液配制 VAE乳胶漆的技术，包括原材料的选用 、 配方和配制程序等；探讨了VAE gL；R用量对涂料耐洗刷性的影响，灰钙粉用量对涂料对比率的影响以及用加速升温 贮存试验和常温贮存试验测试乳胶漆的贮存稳定性的结 ；综合评价 FgL胶漆的性能特征和应用优势，并分析了灰钙 粉提高涂料性能的原理 关键词：灰钙粉；乳胶漆；配方；配制程序；而li洗刷性；x,I 比率；原理分析 中图分类号：TQ 630．2 文献标识码：A 文章编号：0253—4312(2004)07—0044—03 0 引 言 过去我国曾将灰钙粉用于建筑内墙涂料的生产． 并取得很好的效果，但该类涂料以聚乙烯醇缩醛胶为 基料 。’ ，涂料的耐洗刷性 不能达 到 GB／ 756— 2001标 准 的 要 求；有 害 物 质 限 量 不 能 达 到 GB18582--2001的要求 ，因而遭到淘汰。此外， 13本有关吸收二氧化碳的内墙涂料的发明专利，其原 理是利用熟石灰和空气中的二氧化碳反应而吸收之， 这正与我国过去使用灰钙粉提高涂料性能的原理一 致，但其所用的基料是合成树脂乳液 因此，研究灰 钙粉在建筑涂料中的应用，以得到性能符合国家标准 要求的涂料仍有一定的意义。 与灰钙粉混合使用也有一定 问题。初步试验发现， VAE乳液应用于含灰钙粉的涂料具有较好的效果 1．4 增稠剂 以前应用灰钙粉比较成功的涂料是以聚乙烯醇 缩甲醛胶为基料的产品体系。但由于游离甲醛的限 制，聚乙烯醇缩甲醛胶 目前已不允许在涂料中应用。 笔者选择了新的改性材料，对聚乙烯醇进行改性，并 在一定的工艺配合条件下，得到以聚乙烯醇为主的复 合增稠剂。 1．5 其它助剂 所需的其它助剂有分散剂、消泡剂和冻融稳定剂 等 1 原 料 2 内墙乳胶漆的配制 1．1 灰钙粉 灰钙粉的主要成分是氢氧化钙，属于气f性材 料，气干后有很好的耐水性和粘结性．用于涂料中能 够将这些特性赋于涂料。 1．2 灰钙粉处理剂 过去常用的灰钙粉处理剂有明矾、食盐、硫酸铝 或其他电解质类材料，如果将未处理的灰钙粉用于涂 料中，会使涂料在贮存过程中增稠 ’。经过筛选，选 择能够对灰钙粉起作用的面活性剂类材料对灰钙 粉进行预处理。 1．3 基料 作为涂料基料的常用乳液有聚醋酸乙烯酯乳液、 丙烯酸类乳液和乙烯 一乙酸乙烯共聚物(VAE)乳液 等。聚醋酸乙烯酯乳液耐碱性差 ；丙烯酸类乳液 2．1 配方 内墙乳胶漆的配方如表 1所示。 表 1 灰钙粉乳胶漆的基本配方 维普资讯 http://www.cqvip.com 徐峰：灰钙粉在内墙乳胶漆中的应用 2．2 涂料的配制 (1)在带搅拌的分散容器中加入水和灰钙粉处 理剂，搅拌均匀；再投入灰钙粉搅拌均匀，并持续搅拌 30 min，使灰钙粉得到充分分散，得到处理好的灰钙 粉浆。 (2)将增稠剂溶液、湿润分散剂、乙二醇和约一 半配方量的消泡剂加入灰钙粉浆中，混合均匀，制成 浆料。 (3)将浆料通过小砂磨机研磨30 min，过滤去除 玻璃球，得到磨细浆料。 (4)将 VAE乳液加入磨细浆料中混合均匀。视 物料中气泡的多少酌量加入预留的消泡剂，慢速搅拌 消泡，得到配制好的灰钙粉内墙乳胶漆。 2．4 内墙乳胶漆的技术性能 经安徽省产品质量监督检验所，灰钙粉内墙 乳胶漆的物理性能和有害物质限量如表2所示。 表 2 灰钙粉内墙乳胶漆的性能和有害物质 限量性能的检测结果 检 验 项 目 标准要求 检验结果 性能 (GB／q9756--2001优等品要求) 有害物质限量(GB 18582--2001) 注 ： (一5±2) 冷 冻 18 h，至温下放置 6 h为 1循环 由表 2可知，样品按国家标准 GB／T 9756--2001 和 GB 18582--2001检验合格。 3 试验结果及讨论 3．1 VAE乳液用量对涂料耐洗刷性的影响 保持涂料配方中各组分的用量(质量分数)不 变，而改变VAE乳液的用量，得到的涂膜耐洗刷性试 验结果如表 3所示。 表3 不同 VAE乳液用量时涂膜的耐洗刷性 乳液质量分数／％ 涂膜的耐洗刷性／次 配方体系 1 2．0 4．0 6．0 8．0 配方体系2 3．5 4．5 5．5 6．5 2l5 820 l 260 l 760 表3中列出2个配方体系，其中配方体系1的灰 钙粉用量小于配方体系2的。一般来说，涂料中不加 入 VAE乳液，涂膜也具有一定的耐洗刷性。从表 3 中的配方体系2可以看出，当加入3．5％的VAE乳液 后 ，涂膜的耐洗刷性为215次，说明 VAE乳液能够明 显提高耐洗刷性。此后 ，随着 VAE乳液量的加大，涂 膜耐洗刷性逐渐升高。根据表3中的试验结果可知， 要满足国家标准 GB／T 9756--2001对不同品级乳胶 漆耐洗刷性 的要求，可以加入不同量的 VAE乳液。 例如，加入4．5％时，可以满足一等品的 >500次的要 求；加入5．5％时可以满足优等品的>1 000次的要 求。 3．2 灰钙粉用量对涂料对比率的影响 灰钙粉作为活性填料，除了能够赋予涂料耐水性 和耐洗刷性外，与重质碳酸钙这类惰性填料相比，还 能够显著增大干涂膜的对 比率(遮盖力)。当保持涂 料其他组分不变时，灰钙粉用量不同时涂料的对比率 如表4所示。表中所设计的灰钙粉用量试验范围是 考虑到灰钙粉可能在涂料中的用量范围这一实际情 况出发而得。试验时，在灰钙粉用量增大的同时减少 等量重质碳酸钙的用量，以保持涂料中颜料、填料的 总用量为 49％(质量分数)不变。从表中可 以看出， 当灰钙粉的用量从 10％增加到 22％(即用 12％的灰 钙粉代替等量的重质碳酸钙)，可以使涂料的对比率 从 0．928提高到 0．955。 表 4 灰钙粉用量对涂料对比率的影响 冀 量-。- ·4-6·s 20 22 对比率 o．928 o．928 o．931 o．934 o．940 o．950 o．955 0 0 0 l l 4 ● 2 5 维普资讯 http://www.cqvip.com 徐峰：灰钙粉在内墙乳胶漆中的应用 3．3 内墙乳胶漆贮存稳定性试验 对按表1配制的乳胶漆进行45 的热贮存稳定 性试验。试验进行31 d，涂料在容器中的状态基本无 变化。涂料制板时发现 ，涂料的刷涂性能、流平性、耐 洗刷性等性能和热贮存试验前均无差别。此外，2003 年8月配制的乳胶漆样品贮存至2004年3月，容器 中状态正常。 3．4 乳胶漆性能综合分析 3．1．1 降低涂料的成本 灰钙粉属于气硬性胶凝材料，在涂膜中起到无机 基料的作用和增强聚合物树脂性能的作用，并节省乳 液用量；灰钙粉能够提高涂料的遮盖力，降低涂料中 钛白粉或立德粉等颜料的用量。乳胶漆的原材料成 本不到 1 750 t，且能够达到 GB／T 9756--2001优 等品的标准。 3．2．2 提高涂料的环保性能 ①降低涂料的VOC含量：以VAE乳液为基料的 乳胶漆，不需要使用成膜助剂(溶剂)，冻融稳定剂的 用量也可以降低，因而VOC含量明显降低。 ②不使用防霉剂：乳胶漆中灰钙粉所提供的高碱 性环境，使得霉菌和微生物无法生存，不再需要加防 霉剂。 ③能够吸收空气中CO ：乳胶漆中的灰钙粉的主 要成分是Ca(OH) ，能够和空气中的CO 反应生成 CaCO3。 3．2．3 涂料存在的问题 原来的灰钙粉类涂料在旧墙面上使用时，有时可 能会出现涂膜黄变的问题，本涂料中黄变问题依然存 在。 4 灰钙粉提高涂料性能的原理分析 过去一直认为灰钙粉提高涂料耐水性和耐洗刷 性的原理在于：灰钙粉中的Ca(OH) 能够与空气中 的CO 反应，生成 CaCO，，CaCO，与涂料的成膜物质 一 起形成网络结构或称为紧密网架防水层 4 J。作者 认为，灰钙粉在涂料中的作用并不仅限于此，应该从 以下2个方面考虑灰钙粉与聚合物乳液的复合机理。 4．1 灰钙粉对聚合物的改性作用 乳胶漆中的灰钙粉有一部分被水溶解，并被进一 步离解成Ca“和OH一。涂料施工并干燥成膜后，有 一 部分Ca¨ 处于成膜物质(聚合物)的结构网络中， Ca“和空气 中的 CO 反应，生成 CaCO，的反应是在 聚合物结构网络中“原位”反应，成为聚合物网络结 构的一部分，提高了聚合物网络的自身结构强度和对 颜料、填料的粘结性能。有研究认为，在聚合物改性 性水泥材料中，丙烯酸酯共聚乳液可与水泥水化生成 Ca(on) 发生化学反应，生成以离子键结合的大分子 网络交织结构 J。这种作用机理也会存在于含 VAE 乳液的灰钙粉类涂料中。在这样低的VAE乳液用量 下，如果不加灰钙粉，涂料不具有较好的耐洗刷性。 4．2 灰钙粉的粘结作用 在所研制的乳胶漆中，还有一部分灰钙粉没有处 于聚合物的结构网络中，而是处于颜料(填料)颗粒 表面，与 CO 生成 CaCO 的反应也是在有颜料和填 料存在下进行的，因为生成的 CaCO 有粘结性，所以 和聚合物一样会对涂膜中的颜填料产生粘结作用，相 当于在涂膜中新增加了无机基料。因而，涂膜中的灰 钙粉由于和空气中的CO 反应生成 CaCO ，既增强了 有机成膜物质的性能，又增加了基料的数量。 5 结 论 本文研制的内墙乳胶漆具有很好的耐水性、耐洗 刷性和较低的成本，其技术性能符合 GB／T 9756— 2001中规定的优等品的指标；有害物质限量符合 GB 18582--2001的要求。此外，该类乳胶漆在涂料流平 性和涂膜手感(类似于压光的仿瓷涂料)方面优于普 通丙烯酸酯类乳胶漆；该乳胶漆在降低涂料的VOC 含量、不使用防霉剂等方面也有优势。灰钙粉涂料一 直存在的在旧墙面使用有时会产生黄变的问题在该 乳胶漆中依然存在。 参考文献 [1] 高英俊，等．sQ一86耐洗擦内墙涂料 ．化学建材，1989，(6)：8— 1O [2] 魏献军，等 ．低造价的耐擦洗内墙涂料 ．化学建材 ，1997，(增 刊)：106—107 [3] 周平 ．新型钢化仿瓷涂料 ．化学建材 ，1997，(增刊)：118—119 [4] 郭立凯 ．GN粉末状干瓷粉建筑涂料 ．化学建材 ，1997，(增刊)： ll9一l2l [5] 傅温，等．新型建筑涂料与施工．北京：中国建材 出版社，1994 [6] 涂料工艺(第2-分册)．北京：化学工业出版社，1976 [7] 李应权，等 ．低聚灰比高弹性聚合物水泥防水涂料的研究 ．新 型建筑材料．2002，(9)：47—49 收稿日期 2004—03—01 通信地址 合肥市环城南路28号 联系电话 (0551)2678696；2620411；13956018696 维普资讯 http://www.cqvip.com