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1 引言
外墙涂料作为一种新型饰面材料，其能耗小、成本低、质量轻、无接缝、使用安全、易更新、色彩丰富，非常符合建筑外墙装饰材料的装饰性、环保性、节约自然资源的发展方向，并且得到各地的大力推广和应用，已经成为国内外建筑装饰的潮流。目前，建筑外墙涂料开裂问题非常严重，原因是建筑物的外墙多采用混凝土、水泥预制板和水泥砂浆抹灰面，在硬化时体积收缩，导致水泥和砂浆面出现空隙和微小裂纹，在温度、湿度、冻融、外力的作用下，空隙和微小裂纹扩大和连成肉眼可见的裂纹。普通的涂料虽具有一定的柔韧性，也能经受与通常热条件相关的伸缩位移，但不能抵抗裂纹的发展，当混凝土墙面出现裂纹时，涂层也将一起开裂，从而影响了外墙涂料的保护装饰功能。弹性涂料的研制使这个问题圆满解决。
本文研发集高弹性、高耐沾污性、高耐候性的弹性建筑涂料，解决墙体细微裂纹，因其实用性、功能性，应用前景广阔。
2 试验
2.1 试验原材料
去离子水，自制；弹性乳液，国产；润湿分散剂，海川；冻融剂，国产；杀菌剂，陶氏；多功能助剂，国产；消泡剂，陶氏；增稠剂，陶氏；颜填料，国产；纳米二氧化硅，国产。
2.2 试验配方
试验配方见表1。
2.3 制备工艺
按顺序将表1中序号1~5的材料依次加入搅拌罐，边加边搅拌，速度200转/min~300转/min，加完粉料后，高速分散研磨，大约30min~50min，细度≤40μm，低速搅拌10min，加入弹性乳液，再缓慢加入材料7和8，最后加入增稠剂调整粘度适中，再分散20min~30min，搅拌均匀后过滤包装。
3 技术指标
详细技术指标见表2。
4 结果与讨论
4.1 乳液的选择
（1）聚合物乳液为弹性体，并且在较宽的温度范围内具有很好的伸长率、适合的抗拉强度和较好的回弹性。这是为了让涂膜能够承受基材的热胀冷缩。
（2）聚合物乳液具有良好的水汽渗透性。墙体内难免有湿气存在，允许墙体内部湿气容易通过涂膜逸出，这是弹性建筑涂料的一项重要指标。
（3）聚合物乳液具有很好的抗二氧化碳扩散能力，在紫外线辐射过程中，一直保持这种能力。这是弹性涂料必须具有的性质，因为二氧化碳是钢筋混凝土损坏的重要原因。
（4）聚合物乳液具有优良的耐沾污性。与普通涂料相比，弹性建筑涂料因其固有的柔软性质，涂膜沾污问题更加严重。弹性建筑涂料的抗沾污性主要取决于聚合物乳液的性质。
（5）具有优良的耐水性。
（6）具有优异的耐候性。
基于以上六点，本试验选用不同厂家多支弹性聚合物乳液，通过大量试验对比，最终确定配方乳液。
4.2 PVC与涂膜耐候性、耐沾污性及断裂延伸率的关系
4.2.1 PVC与涂膜耐候性的关系
为了考察PVC对涂膜耐候性的影响，按表1配方制备不同PVC涂料样品，检测耐候性见表3。
由表3可以看出，PVC值不宜设计过低，并且小于CPVC时耐候性最佳。
4.2.2 PVC与涂膜断裂延伸率的关系
随着颜料体积浓度的增加，水汽渗透性增加而伸长率降低；反之亦然。透气性和伸长率是对弹性涂料的基本要求，因此弹性涂料的颜料体积浓度必须调整到透气性和伸长率达到综合平衡。不同PVC时弹性涂膜的延伸率详见表4。
从表4可以看出，随着颜料体积浓度的增加，涂膜的伸长率降低。在低颜料体积浓度下，延伸率增大，但其它性能也会随之变化，如：耐候性、耐沾污性等，因此应综合考虑，PVC应在低于CPVC附近，30%~40%为最佳。
4.2.3 PVC与涂膜耐沾污性的关系
为了考察PVC对涂膜耐沾污的影响，按表1配方，基料含量不变，制备不同PVC涂料样品，检测耐沾污性见表5。
从表5可以看出，几个配方的耐沾污性能都不理想，配方4性能相对最好，体系PVC值接近理论CPVC值时耐沾污性能最好，太高太低都不理想。分析原因如下：当PVC值低于CPVC值时，乳液聚合物的含量越高，涂膜在高温下回软发粘；反之，涂膜硬度越高，尘埃不易附着，涂膜耐沾污性相对就好。对耐沾污性来说，涂料的PVC值不宜设置太低，以略低于CPVC值最为合适。
4.3 纳米材料的加入对涂膜耐沾污性的影响
涂膜内部普遍存在有肉眼看不到的气泡、毛细孔等缺陷，当污染物附着于涂膜表面后，就会因为毛细管效应以空气中的水蒸气为介质被吸附进涂膜中。加入的纳米粒子可以填充这些空隙增加涂层的致密性，因而能提高涂料的对比率及耐沾污性的效果。纳米二氧化硅提高耐沾污性的作用很明显，主要是由于其网状结构可以形成相对完整的膜，使污染物不易附着。纳米二氧化硅在光照下能不断分解聚集于涂膜表面的有机物，使涂膜表面吸附的灰尘失去和涂料之间的夹层“有机粘合剂”，从而使污染物容易除去。同时，纳米二氧化硅具有超亲水性，在涂料表面产生一层水膜，将油性污染物与涂膜隔绝，不易在表面积聚，从而提高涂膜抗沾污能力。通过试验数据得出，添加5%~8%的纳米二氧化硅水溶液，能调高涂膜耐沾污性15%～25%。
5 结语
本文通过选择高性能弹性聚合物乳液、合理搭配颜填料比例和设计最佳体系PVC、添加功能性纳米二氧化硅，制得高性能弹性建筑外墙涂料。该涂料具有较高的柔韧性，弥补墙体细微裂纹；具有较高的耐候性，户外耐久性达10年以上；具有较高的耐沾污性，不易被灰尘污染。弹性建筑外墙涂料因其实用性、功能性，在我国建筑外墙装饰工程中必然有广阔的发展空间。
