水性多彩涂料

1、水性多彩涂料一、水 性多彩涂料介紹基本原理水性多彩涂料，即水包水型 (W/W)多彩涂料，是水性乳膠漆 (分散相 ) 加入凝膠化的水溶性涂料連續(xù)相中分散而成，兩相混合時(shí)即在粒子接觸 表面產(chǎn)生凝膠化，形成多相懸浮體。要實(shí)現(xiàn)這種“水包水”的懸浮體， 就必須在水性乳膠涂料分散于保護(hù)膠水的瞬間，在涂料液滴表面形成一 層不溶于水的柔性膜，這層柔性膜除了能夠防止膜內(nèi)各涂料組分及膜外 的保護(hù)膠液組分相互擴(kuò)散外，還能防止各膠滴之間發(fā)生聚集、凝結(jié)。噴 涂施工后，起先各色彩粒在濕膜中仍然保持獨(dú)立的懸浮狀態(tài)，彩粒本身 具有可變形性，隨著濕膜中水分的不斷揮發(fā)，殘余微量水分及彩粒之間 的毛細(xì)管作用，促使彩粒之間相互接觸、

2、部分重疊、搭接、融合，搭接 少的部位形成凹痕，搭接多的部位形成了凸痕，最終形成具有仿石材的 裝飾效果的涂膜。水性多彩涂料特性水性多彩涂料的分散相與分散介質(zhì)均為水溶性物質(zhì)，既能達(dá)到高檔 墻面的裝飾要求，又符合環(huán)保節(jié)能的要求，應(yīng)用于建筑外墻飾面可體現(xiàn) 出很好的特性： 高仿真性：彩粒之間相互搭接，涂層表面具凹凸感；真石漆的顏色 完全依賴天然彩砂的顏色，而水性多彩涂料的顏色均可依靠色漿來實(shí) 現(xiàn)，故可涵蓋所有的顏色，對(duì)天然石材的仿真度高于真石漆。 自重輕：天然石材單位平米的重量一般為數(shù)十千克甚至上百千克， 真石漆一般為幾千克，而水性多彩涂料不超過一千克，薄而輕的涂層可 以大大降低飾面層對(duì)建筑主體的承重壓

3、力；水性多彩涂料飾面時(shí)不受外 保溫方式的限制，適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)行的外墻外保溫的建筑節(jié)能技術(shù)。 環(huán)保：區(qū)別于 O/W 型仿石涂料，水性多彩涂料運(yùn)用凝膠化技術(shù)包裹 彩粒，其主要組成與一般水性乳膠涂料的成分相類似，產(chǎn)品完全水性 化， VOC含量不到 1%，且不存在使用溶劑造成的環(huán)境污染和健康危害， 是環(huán)保型建筑涂料。 節(jié)約自然資源、節(jié)能：能充分實(shí)現(xiàn)天然石材的裝飾效果，可替代資 源日趨稀少的天然石材，還能配合外墻外保溫技術(shù)進(jìn)行高檔、華麗的仿 石材裝飾效果，完全符合國(guó)家對(duì)建筑涂料節(jié)能的要求；真石漆施工一般 2 4kg/m ，水性仿石涂料只需 kg/m ，水性多彩涂料單位施工面積用 量更少，更節(jié)約材料，與真石漆

4、相比，水性多彩涂料更符合國(guó)家節(jié)能、 節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地的“四節(jié)”要求。 創(chuàng)意性強(qiáng)、裝飾效果優(yōu)異：可根據(jù)建筑開發(fā)商的意圖或客戶的需 要，通過富于現(xiàn)代感的色彩設(shè)計(jì)與天然石材風(fēng)格的結(jié)合，提供彩粒大小 各異、色彩繽紛的仿石圖案，創(chuàng)造出豪華、典雅、凝重的裝飾效果；亦 可通過設(shè)計(jì)不同的格縫設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)個(gè)性化 施工性優(yōu)、適應(yīng)性強(qiáng)：使用專業(yè)噴槍，一次噴涂成型，施工周期 短；且可適應(yīng)任何彎曲、細(xì)邊等部分，可裝飾任何不規(guī)則墻面，能靈活 地體現(xiàn)被裝飾建筑物的線條及層次感，實(shí)現(xiàn)建筑造型設(shè)計(jì)。 施工成本低：裝飾效果幾乎達(dá)到與天然石材一樣的效果，其造價(jià)遠(yuǎn) 低于天然石材，相當(dāng)于天然石材成本的 1/4 左右；且施工周期短，間

5、接 降低了勞動(dòng)成本，更有利于推廣使用。二、多彩涂料制備工藝基本生產(chǎn)流程常規(guī)通用配方類型名稱乳液苯丙、硅丙或彈性乳液顏填料金紅石鈦白粉、高嶺土助劑潤(rùn)濕劑分散劑pH 調(diào)節(jié)劑（ AMP-95）殺菌劑成膜助劑保濕劑（丙二醇）消泡劑增稠劑（ ASE-60、HEC）色漿降粘劑焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉保護(hù)膠鋰皂石分散相制備依次加入水、潤(rùn)濕劑、分散劑、增稠劑、部分消泡劑、保濕劑低速攪拌分散約 5min；加入鈦白粉和高嶺土等顏填料高速分散至細(xì)度50m；加入成膜助劑、保濕劑低速混合均勻后加入乳液和剩余消泡劑及殺菌劑；加入高濃度的保護(hù)膠溶液攪拌均勻靜置 5min 后調(diào)色，放置 24h 后備用 分散介質(zhì)制備在高速攪拌分散

6、下將降黏劑完全溶解于水中，然后按m（水） m（保護(hù)膠）=100（6 7） 的配比，高速分散 2030 min，至保護(hù)膠粉體在水中完 全溶脹。彩粒制備（攪拌成粒）按 m（保護(hù)膠體溶液 ） m（色漆）=1 1 的配比，在低速攪拌下將色漆緩慢加入保護(hù)膠體溶液中，可 用篩網(wǎng)孔徑大小及色漆流量快慢控制彩粒成型大 小，低剪切低速攪拌均勻即可。水性多彩涂料制備在彩粒懸浮液中加入由乳液、成膜助劑、丙二醇、消泡劑、AMP-95、增稠劑制得的清漆得到水性多彩涂料。施工方法水性多彩涂料的施工體系由封閉底漆、底涂色漆、多彩花紋涂層和罩 面清漆構(gòu)成。封閉底漆的主要作用是封閉水泥砂漿基層的毛細(xì)孔，防止泛 堿而引發(fā)涂層發(fā)花

7、；底涂色漆是一種調(diào)色的外墻涂料，主要作用是遮蓋基層和底層著色，防止多彩花紋間隔處露底發(fā)花。水性多彩涂料施工體系及方法產(chǎn)品名稱涂裝道數(shù)參考用量 /(kg/m2)施工方法工序間隔 /h柔性外墻膩?zhàn)?2刮涂16抗堿封底漆1-2輥涂4底色涂料1輥涂4多彩花紋涂料1噴涂24罩面清漆1噴涂4三、水 性多彩涂料常見問題及影響因素常見問題與屬于單一均勻體系的乳膠漆不同，水性仿石涂料是由分散相與分散介質(zhì)組成的多相懸浮體系。雖然水性仿石涂料有仿真度高、自重輕、環(huán)保 節(jié)能、飾面效果優(yōu)異及施工適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)，但體系在穩(wěn)定性方面仍 存在較多問題： 彩粒滲色：彩粒保護(hù)膜強(qiáng)度不夠、太柔軟，導(dǎo)致彩粒中的顏填料、助劑 等物

8、質(zhì)通過保護(hù)膜不斷向分散介質(zhì)滲透，使分散介質(zhì)帶上了彩粒的顏色而 變混濁，施工后各彩粒之間的邊界模糊不清，嚴(yán)重影響其仿石材的裝飾效 果。 彩粒粘結(jié)：涂料貯存后，彩粒失去獨(dú)立性而粘結(jié)成團(tuán)，噴涂施工時(shí)易發(fā) 生堵槍現(xiàn)象。 彩粒浮層或沉底：若分散相的比重小于分散介質(zhì)，彩粒上??；若分散相 的比重大于分散介質(zhì)，彩粒下沉。這兩種情形均破壞了分散相在分散介質(zhì) 中穩(wěn)定懸浮的狀態(tài)，形成分散相與分散介質(zhì)分層的現(xiàn)象。 彩粒強(qiáng)度低：由于彩粒中的膠體物質(zhì)與凝膠劑之間的反應(yīng)程度不夠，彩 粒內(nèi)聚強(qiáng)度低，導(dǎo)致其在運(yùn)輸和施工過程中，因不能承受振動(dòng)、碰撞、沖 擊和噴槍壓力，或是貯存過程中彩粒之間的擠壓力而破碎，造成彩粒之間串色、邊界

9、模糊。 體系后增稠：由于增稠劑或是降黏劑使用不當(dāng)，水性仿石涂料體系出現(xiàn) 后增稠現(xiàn)象，致使原本呈分散狀態(tài)的彩粒粘結(jié)聚集，噴涂施工易堵槍；嚴(yán)重的后增稠現(xiàn)象甚至使體系失去流動(dòng)性，無法噴涂。基料的影響基料是構(gòu)成涂料形成連續(xù)性立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)涂膜的主要物質(zhì)，是決定涂膜物化性能的關(guān)鍵材料。用于 水性多彩涂料的基料可以是苯丙、純丙、硅丙、氟硅 乳液，本文選用純丙乳液作基礎(chǔ)漆的成膜物，使制備 的彩色顆粒涂膜具有優(yōu)良的柔韌性、保色性、耐候耐 久性等優(yōu)點(diǎn)；選用彈性硅丙乳液作水性多彩涂料的基料，使涂膜具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和斷裂延伸率，保持良好的防水、防沾污和耐候性。在制備色漿時(shí)加入 10%的乳液，是為了保證色漿 在彩粒中

10、的穩(wěn)定性和在涂膜中的抗性；在基礎(chǔ)漆配方中，乳液的用量以40%60%為好，如果純丙乳液用量過低則基礎(chǔ)漆的固含量太低，涂膜的柔 韌性、物化性能太差；在多彩涂料成品配方中，彈性硅丙乳液的用量以 35% 40%為好，如果乳液用量過少，則涂膜的彈性不好，綜合性能降低。保護(hù)膠對(duì)彩粒穩(wěn)定性的影響保護(hù)膠的種類和凝膠溶液的濃度對(duì)多彩涂料的彩粒穩(wěn)定性至關(guān)重要 為了使一定形狀與大小的彩粒在涂料體系中保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，達(dá)到不粘連、 不破碎、不混色，就必須選用與涂料體系相匹配的離子型保護(hù)膠。選用陰 離子凝膠劑， 如蒙脫石、離子型膨潤(rùn)土 （硅酸鎂 /鋰鹽）等。其作用機(jī)理是： 硅酸鎂 / 鋰鹽雖然不溶于水， 但在水中其片層剝離

11、分散， 形成無色透明的凝 膠液，它能在已分散的色漆顆粒表面形成一層具有柔軟性、可塑性、潤(rùn)滑 性的保護(hù)膜。由于片層表面帶有負(fù)電荷，而邊緣帶有正電荷，當(dāng)在凝膠濃 度較高、高離子強(qiáng)度時(shí)，片層表面的雙電層被壓縮，片層之間的排斥力減 弱，而表面和邊緣之間的相反電荷的靜電相互吸引，導(dǎo)致形成“兩邊連兩 面”的結(jié)構(gòu)，當(dāng)這個(gè)結(jié)構(gòu)貫穿整個(gè)體系時(shí)，就生成了一個(gè)相連的三維網(wǎng)絡(luò) 凝膠體。在相同的剪切速率下，當(dāng)凝膠濃度低時(shí)，形成的彩粒比較小，也 比較軟；反之當(dāng)凝膠濃度高時(shí)，形成的彩粒比較大，也比較硬，貯存穩(wěn)定 性更好。但凝膠濃度也不能太高，否則粒子表面過硬，噴涂成膜明顯凹凸 不平，手感粗燥。應(yīng)該選擇適宜的凝膠濃度，以克服

12、滲色與混濁現(xiàn)象。助劑的選擇分散劑的選擇在水性色漿的制備中，分散劑的選擇和添加量，除了考慮顏料的分散 細(xì)度外，還要考慮對(duì)凝膠液后增稠的控制，此時(shí)黏度上升的主要因素為反 離子作用。作為炭黑、酞菁藍(lán)、有機(jī)紅、有機(jī)黃等顏料的分散劑，應(yīng)選用 非離子嵌段共聚物分散劑，如 H3275；作為鈦白粉、氧化鐵系顏料的分散 劑，應(yīng)選用非離子型分散劑，如 H1080。為了使彩色顆粒在涂料體系中長(zhǎng)H3204保護(hù)分散期穩(wěn)定，在上述色漿中還應(yīng)加入適量陰離子型穩(wěn)定劑，如 劑。在基礎(chǔ)漆中，分散劑選用 H3204，旨在保護(hù)彩粒長(zhǎng)期穩(wěn)定懸浮，避免 基礎(chǔ)漆過度凝膠及后增稠。其用量對(duì)彩粒絮凝、顆粒大小及懸浮穩(wěn)定性起 重要作用。 當(dāng)用量

13、達(dá)到 %時(shí)，可有效地防止水性多彩涂料在貯存期間黏度上 升，避免施工過程中彩料破碎和發(fā)花。懸浮增塑劑的選擇為了調(diào)整色漿和基礎(chǔ)漆的黏度，提高顏填料的懸浮性、塑性，需要選 擇增稠劑，如纖維素醚、 膨潤(rùn)土、締合型增稠劑等。 當(dāng)其用量為 % 1%時(shí)， 可使水性多彩涂料具有優(yōu)良的懸浮、觸變性。消泡劑的選擇水性多彩涂料的低剪切黏度較高， PVC較低，噴涂施工時(shí)引氣量較高， 涂料體系中的氣泡難以消除，需要選擇高效脫氣抑泡劑。乳膠漆常用的礦 物油基消泡劑對(duì)多彩涂料的穩(wěn)定性有潛在負(fù)面影響，應(yīng)選擇長(zhǎng)效抑泡劑 A36，有助于及時(shí)脫除體系中的細(xì)泡。工藝條件的影響剪切速率對(duì)多彩涂料的影響依靠攪拌器的剪切力 , 把各種顏色

14、的分散相在分散介質(zhì)中剪切成各種 顏色粒子 , 因此隨著剪切速率的提高 , 色粒會(huì)被分散的越來越小。因此對(duì)剪 切速率的控制是非常重要的 , 它直接影響色粒的大小。而且不同的攪拌槳 形狀會(huì)產(chǎn)生不同的剪切方式 , 由此形成的色粒形狀也發(fā)生改變。 攪拌時(shí)間對(duì)色粒的影響攪拌的時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使一些色粒分散的太小 , 逐漸溶于分散介質(zhì)中而出 現(xiàn)滲色現(xiàn)象。一般在實(shí)驗(yàn)室條件下 , 一公斤之內(nèi)的樣品 , 乳液全部加入后分 散五分鐘即可。性能指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)要求容器中狀態(tài)無結(jié)塊，攪拌后呈均勻狀態(tài)施工性涂刷 2 道無障礙涂抹外觀正常干燥時(shí)間(表干) /h2耐水性 (96h)無異常耐堿性 (48h)無異常耐洗刷性 / 次500低溫穩(wěn)定性不變質(zhì)耐沾污性（ 白色或淺色 ）/%30涂層耐溫變性（5 次循環(huán) ）無異常耐人工老化性250 h 不起泡、不剝落、無裂紋；粉化 1 級(jí)、變色 2 級(jí)抗拉強(qiáng)度 /MPa黏結(jié)強(qiáng)度 /MPa斷裂伸長(zhǎng)率 /%標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下200-10