| 摘要：討論了提高有機硅改性外墻乳膠漆的耐久性機理和兩種不同耐沾污性機理，并介紹該涂料在使用中應(yīng)注意的問題。 關(guān)鍵詞：有機硅改性；性能；乳膠漆；耐沾污性； 有機硅改性外墻乳膠漆在國內(nèi)使用后，由于其性能較好，普遍受到歡迎，并在要求較高的工程中 得到應(yīng)用。但是對于其提高耐久性機理，通常解釋是Si-0鍵鍵能比較大，太陽光中的紫外線難以使其降解，因此有較長的使用壽命。但對于有機硅含量不高的有機硅改性外墻乳膠漆，低臨界表面張力是其耐久性提高的主要原因。 1 有機硅含量 有機硅改性外墻乳膠漆與普通外墻乳膠漆的最大區(qū)別在于所用乳液。也就是說，有機硅改性外墻乳膠漆所用的乳液是通過有機硅改性的丙烯酸乳液，或有機硅改性的苯丙乳液。根據(jù)改性方式的不同，它們又可分為接枝型和共混型兩類。因此，對于有機硅改性外墻乳膠漆，其中有機硅含量是一個用戶十分關(guān)心的問題，因為有機硅含量對乳膠漆的性能有很大影響。 前兩年，有人曾對市場上的有機硅改性外墻乳膠漆中乳液的有機硅含量進行過測試，測試結(jié)果如表1。由于測試方法尚存在一些不足之處，僅供參考。 表1 有機硅改性樹脂乳液中硅含量測試結(jié)果 從表1可以看出，我國建筑涂料市場上有機硅改性外墻乳膠漆大多數(shù)是有機硅改性苯丙乳液，同時有機硅改乳液中硅含量是比較低的，比如，2001年測試結(jié)果平均值為1.6%，所以有機硅改性外墻乳膠漆中有機硅含量更低，在涂膜中Si-O鍵也是很有限的。Si-O鍵鍵能達452KJ/mol，比C-C鍵的鍵能（356KJ/mol）高得多，而290nm的紫外線能量為418KJ/mol，所以太陽光中的紫外線能量足以使C-C鍵降解，當(dāng)然，是否確實降解還和敏感波長有關(guān)。但太陽光中的紫外線能量卻難以使有機硅降解，故有機硅改性能提高涂膜耐久性。但由于Si-O鍵含量不多，所以提高的效果也是很有限的。也就是說，對于有機硅含量不高的有機硅改性外墻乳膠漆，Si-O鍵鍵能高是其耐久性好的原因，但并不是其耐久性好的主要原因。當(dāng)然，即使相同的有機硅含量，其存在形式不同，即結(jié)構(gòu)不同，結(jié)果也是不一樣的。 另外，2001年的有機硅含量測試平均結(jié)果比2000年的測試平均結(jié)果低得多。這不能說產(chǎn)品質(zhì)量下降，而主要還是測試誤差和個別企業(yè)的極端數(shù)據(jù)造成的。 2 拒水透氣 有機硅既具有無機Si-O鍵，又具有-CH 3 等有機基團，接在硅上的-CH 3 等有機基團使之具有很低的表面張力、很強的憎水性。因此有機硅的引入使乳膠漆的吸水性大大降低，透氣性又很好，下雨、結(jié)露或在潮濕環(huán)境中，涂膜基本保持干燥。有機硅改性外墻乳膠漆與普通丙烯酸外墻乳膠漆的拒水透氣性比較如表2所示。其中，拒水性以吸水系數(shù)表示，吸水系數(shù)越低，拒水性越好；透氣阻力以等效靜止空氣層厚度表示，等效靜止空氣層厚度越厚，說明透氣阻力越大，即透氣性越差。 表2 有機硅改性外墻乳膠漆與普通外墻乳膠漆的拒水透氣性比較 名稱 吸水系數(shù)（kg/m 2 /h 0.5 ) 等效靜止空氣層厚度/m 普通丙烯酸外墻乳膠漆 0.06 0.20 有機硅改性外墻乳膠漆 0.04 0.07 造成乳膠漆涂膜破壞的主要原因是乳液聚合物降解。而造成乳液聚合物降解的主要因素有太陽光中的紫外線、空氣中的氧氣、以氣溫形式變化的熱量以及水等，它們會引發(fā)光氧化反應(yīng)和水解作用。當(dāng)它們同時存在時，破壞作用就互相疊加：水會促進光的氧化降解，而光也會促進水的降解作用。在較高溫度時，氧化降解和水解作用都會被加速。在酸性環(huán)境中，水解作用也會更嚴(yán)重。水對涂膜的破壞有物理和化學(xué)兩個方面。在物理方面：涂膜吸水膨脹，干燥收縮，會產(chǎn)生應(yīng)力。反復(fù)循環(huán)造成疲勞，從而影響涂膜的機械性能。同時水是極性分子，會在涂膜和基面之間產(chǎn)生劈的作用，降低附著力；在化學(xué)方面：一個例子是含鈦白粉涂膜的粉化。在紫外線、氧氣和水的作用下，含鈦白粉涂膜的表面會生成羥基自由基（·HO）和過氧化氫自由基（·HO 2 ），如下面的反應(yīng)式所示： H 2 0+0 2 +hv（UV）→·HO+·HO 2 羥基自由基和過氧化氫自由基具有很強的反應(yīng)性，它們能使任何聚合物氧化而降解。乳液聚合物由于氧化降解而失去粘結(jié)力，從而產(chǎn)生粉化。紫外線、氧氣和水中，只要排除一個，該反應(yīng)鏈就會被打斷。 一般說來，紫外線、氧氣、熱量是難以改變的，下雨、結(jié)露和濕度等自然現(xiàn)象也不能改變，但如果涂膜具有好的拒水透水性，水的破壞作用是可以被減輕甚至被排除的。正如有機硅改性外墻乳膠漆一樣，由于其具有很好的拒水透氣性，水的破壞作用被減輕或被排除以后，涂膜的耐久性就可以提高，即涂料的使用壽命可以延長。關(guān)于這一點，從人工老化箱中的老化試驗可以看得很清楚。達到相同的粉化或變色程度，不噴水時，人工老化延續(xù)的時間比噴水時長得多?？梢?，很好的拒水透氣性，是有機硅含量不高的有機硅改性外墻乳膠漆耐久性提高的主要因素。 3 二種提高耐沾污性機理 導(dǎo)致涂膜沾污的因素有很多，其中，吸水性是其原因之一。因為灰塵溶解在水中或者分散在水中，成為溶液或分散體，通過涂膜的吸水性，進入涂膜的毛細孔，從而造成涂膜永久沾污。滴水線做得不太規(guī)范的窗臺下拖鼻涕狀污染就是這種污染的一個明顯例證。有機硅改性外墻乳膠漆涂膜臨界表面張力低，吸水性低，因此通過吸水而帶入的灰塵就少，從而提高了涂膜的耐沾污性。另外，涂膜臨界表面張力低、吸附污染物的能力也降低。涂膜拒水透氣，能保持表面干燥，也不易長霉菌和藻類。這些就是降低臨界表面張力提高沾污性機理。有機硅改性外墻乳膠漆在某些條件下耐沾污性較好，其理論解釋就基于此機理。 與些相反，目前還有另一種提高耐沾污性機理。這是在乳液聚合物表面適當(dāng)引進親不基團，因為親水基團對于親油的污染物是不相溶的，所以這些親油的污染物比較容易被雨水沖洗掉，從而提高其耐沾污性。如日本一些研究人員就持此看法。據(jù)說有的已取得較好的結(jié)果，但根據(jù)上述的分析，對于有機硅含量不高的有機硅改性外墻乳膠漆來說，這樣做有可能抵消部分或全部耐久性提高的結(jié)果。 兩種提高耐沾污性的機理，看來似乎是矛盾的。這可能與污染物的親水親油性有關(guān)。如果污染物是親水的，降低涂膜的臨界表面張力，也就是提高涂膜的憎水性，會更有利于提高其耐沾污生。如果污染物是親油的，則適度提高涂膜的親水性，也就是提高涂膜的臨界表面張力，會更有利于提高其耐沾污性。 如果真是這樣，耐沾污性測試中所用模擬污染源的親水親油性與實際使用中污染源的親水親油性的一致性就十分重要。只有二者親水親油性相一致，耐沾污性測試值與涂膜實際使用結(jié)果才有相關(guān)性。 實際使用結(jié)果表明，有機硅改性外墻乳膠漆的耐沾污性還與使用地方氣候條件有關(guān)，如在較少下雨和降霧的地方，其保潔性就比較好。 4 需注意的問題 任何一種涂料，它都不是十全十美的。有機硅改性外墻乳膠漆也是一樣，有它適應(yīng)的環(huán)境，也有它應(yīng)注意的問題。如在潮濕多霧的地區(qū)，對于沒有屋檐的外墻、雨后或霧天，部分墻面涂膜上會掛有微小的水珠，這此水珠因為比較小，其重力不足以克服它與涂膜之間的附著力。當(dāng)空氣中的少量浮灰偶爾降落在水珠中時，隨著天氣變好，水分蒸發(fā)，具有一定粘結(jié)力的浮灰就粘附在涂膜表面，從而改變了此外涂膜的表面憎水性質(zhì)。待下次再下雨或起霧時，涂膜的沾灰處因為表面張力的改變，即憎水性降低，所以相比之下較容易掛水珠或掛較大的水珠而沾灰。如此反復(fù)循環(huán)，造成部分涂膜或多或少被輕微沾污。其盡管與吸水性較大的涂膜比較，沾污并不嚴(yán)重，測試結(jié)果也如此，但那些沒有掛水珠沾灰的涂膜仍然保持比較清潔，二者的對比度較大，給人的感覺是比較臟。吸水性較大的涂膜由于會隨著涂膜的吸水性而吸入污染物，所以沾污比較嚴(yán)重，測試結(jié)果也證明沾污比較嚴(yán)重。但是這種沾污是比較均勻的沾污，給人的感覺并不臟。我們把有機硅改性外墻乳膠漆涂膜的這種沾污叫做掛灰，也有人將其稱為雨筋。也就是說，防止掛灰，或防止雨筋，是有機硅改性外墻乳膠漆使用中必須注意的問題，尤其是在潮濕多霧的地區(qū)，沒有屋檐的外墻上面。 環(huán)氧樹脂 - m.logo-xd.com -(責(zé)任編輯：admin) |
- 綠色
- 藍色
- 紅色
- 桃紅色
- 黑色
- 褐色