外墙弹性腻子的制备及应用

0 前 言 为了贯彻执行建设部2000年颁布的《民用建筑节能管理规定》,目前对新建筑和现有建筑普遍推行“外墙外保温工程技术”,外墙腻子是保温层的找平材料,由…

0 前 言
为了贯彻执行建设部2000年颁布的《民用建筑节能管理规定》,目前对新建筑和现有建筑普遍推行“外墙外保温工程技术”,外墙腻子是保温层的找平材料,由于保温层的空气含量大,在遇到温度变化时保温层的体积变化较大,而水泥腻子及一些刚性腻子强度高,变形量小,在基层发生变形时,面层会产生很大的应力。当应力大于表面材料的抗拉强度时,便形成裂缝,使得外墙保温效果大大降低,因此,研制出一种具有适宜的黏结强度、优良的抗开裂性能,并与外墙外保温系统配套的腻子是十分必要的。
 
1 试验部分
1.1 原材料的选择
1.1.1 基料
采用陶氏(原罗门哈斯)生产的Primal-2468弹性乳液。
1.1.2 填料
滑石粉:市售,规格200目;重钙粉:市售,规格200目。主要用于改善腻子的批刮性能和打磨性能。
1.1.3 助剂
羟乙基纤维素;分散剂;消泡剂;防腐剂;氨水;丙二醇。
1.2 保温隔热弹性腻子的配制
1.2.1 基本配方
弹性乳液是腻子的主要成膜物质,弹性乳液的用量是决定腻子物理化学性能的主要因素,因此,乳液品种和用量的确定至关重要。弹性乳液Primal-2468,具有优异的断裂延伸率、抗拉强度、耐水抗渗性和耐久性。以弹性乳液Primal-2468为基础的腻子,其腻子膜具有“即时复原”的弹性和优良的伸长率,这些性能能适应基层表面上的“活”裂纹的运动,使基层避免破裂。腻子的延伸率随弹性乳液加入量的增加而提高,但打磨性降低。在满足弹性腻子柔韧性要求的基础上,考虑到弹性腻子的打磨性,经过试验确定弹性乳液的加入量为15%~20%。经试验研究确定建筑外墙用保温隔热弹性腻子的基本配方见表1。
建筑外墙弹性腻子的配方

1.2.2 制备工艺
在搅拌器中加入水、羟乙基纤维素、弹性乳液、分散剂、丙二醇、1/2消泡剂、防腐剂,搅拌均匀后加入滑石粉、重钙高速分散20 min,加入1/2消泡剂、氨水、增稠剂,经搅拌均匀到一定黏度后,进行计量包装。
1.2.3 产品性能指标
根据《外墙柔性腻子》(GB/T23455-2009)国家标准进行检测,结果见表2。
建筑外墙弹性腻子检测结果

2 结果与讨论
2.1 弹性乳液的选择
弹性腻子在干燥成膜后所形成的腻子膜是由弹性乳液、填料和助剂所组成的复合材料,只有乳液具有弹性,由其形成的腻子膜才会有弹性。玻璃化转变温度Tg是乳液的特征指标,当乳液在其玻璃化温度以下时没有弹性,只有在玻璃化温度以上时才有弹性。弹性腻子在使用期间,随着温度的变化,尤其在冬季,在使用温度较低的情况下,弹性腻子需要保持良好的弹性,这就要求配制弹性腻子的弹性乳液玻璃化温度较低。另外,弹性腻子的固含量较高,相对于单位用水量较少,填料较难分散。Primal-2468弹性乳液玻璃化温度为-20 ℃,并且能在高剪切条件下乳液性能稳定,也就是说能够代替水分散填料,因此,在生产弹性腻子时,水和弹性乳液可以同时加入。在配方中填料含量不变的前提下,乳液用量少,腻子干膜非常容易打磨,但柔韧性和黏结强度较差。乳液用量增加,其腻子膜的柔韧性和黏结强度变好,但很难打磨,而且还大大提高了材料成本。表3是填料含量不变时乳液用量对腻子性能的影响。因此,弹性腻子中弹性乳液的合适用量为腻子总量的15%~20%。
乳液用量对腻子性能的影响
2.2 填料的选择
对于滑石粉和重钙粉,它们的作用是改善腻子的批刮性能,但是它们的颗粒粗细程度对腻子膜的性能有一定的影响。颗粒太粗,会影响腻子膜表面的光滑程度。颗粒太细,粉料的比表面积就会增大,如腻子膜达到相同的延伸率,则消耗的乳液量就会增加,并且腻子膜干燥后收缩较大,容易开裂。因此,经过试验确定,滑石粉和重钙粉选择200目较为合适。
2.3 增稠剂的选择
弹性腻子是一种稠厚的膏状材料,仅靠弹性乳液和填料来达到批刮所要求的稠度,既不经济,批刮性能也不能满足要求。因而必须使用增稠剂使之具有膏状,并能改善批刮性能和降低成本。本产品选用羟乙基纤维素作为增稠剂,表4是不同黏度的纤维素对腻子性能的影响。由试验结果可知,用黏度30 000 mPa · s的羟乙基纤维素为增稠剂,所制备弹性腻子的施工性能最好。
纤维素黏度对腻子性能的影响
2.4 弹性腻子施工中应注意的问题
为了保证弹性腻子与基层有较强的黏结强度,基层应符合下列要求才可以施工:平整、清洁、不掉粉、不起砂、不空鼓、无剥离、无油污、无浮灰、无明显的凹坑。批刮腻子的目的是墙面涂膜饰面有个坚固、均匀、平整、平滑的表面,以保证外墙涂料的涂装质量。对于普通腻子来说,腻子层不能太厚,因为腻子膜的强度比涂膜低,太厚易发生龟裂、剥落和削弱涂膜系统强度,降低涂膜质量。但弹性腻子为了达到遮盖裂缝的效果,因此弹性腻子干膜必须要保证有一定的厚度,但也不能太厚,即腻子层不能超过8 mm,并且在批刮每道腻子前,应采取打磨、局部填补等措施,
使之平整即可。
将膏状腻子搅拌后进行批刮,批刮腻子时,要注意两道腻子之间前后距离时间不能太短。要待前一道腻子膜彻底干燥后再批刮下一道。若在前一道腻子膜尚未干透就批刮第二道,则第二道腻子潮湿而收缩大,第一道腻子有些干而收缩小,两道腻子膜一起收缩,厚度增加,总收缩量增大,这种收缩因两道腻子膜收缩不同而呈现外面收缩大,里面收缩小,可能会引起腻子膜开裂、翘皮和脱壳,甚至造成腻子膜脱落。

3 结 语

经试验研究可以得出以下试验结论:在弹性腻子研制中,弹性乳液品种和用量的选择至关重要,它直接影响腻子膜的初期干燥抗裂性、柔韧性和黏结强度。本产品采用加入量为15%~20%弹性乳液,得到的腻子膜具有较好的初期干燥抗裂性、柔韧性和黏结强度。
本文所研制的外墙弹性腻子,作为一种与外墙外保温体系配套的产品,除满足普通腻子的性能外,其腻子层还具有一定的柔性变形能力,即弹性,以缓和从基层传递来的变形影响,并能在遮蔽保护层裂缝、防止装饰涂膜开裂、提高建筑物的隔热保温性能、增强保温隔热效果、提高节能效率方面发挥重要作用。

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