弹性拉毛外墙涂料高剪切回复黏度和涂层表面形态关系

0 前 言

目前我国外墙拉毛涂料的生产工艺基本上是物理混合以及颜料、填料的分散过程，不涉及化学反应。这种情况使得涂料配方对于涂料的生产具有非常重要的意义。直接决定涂料的生产过程和产品的质量。面涂为高级丙烯酸弹性乳胶漆，具有防水、抗裂缝及易洗净污迹等功能，与弹性中涂漆配套，适用于住宅、酒店、办公楼、学校等大型建筑物的新建工程，适用于建筑物外墙的混凝土或水泥沙浆墙面装饰及保护，特别适用于出现细微裂缝的墙体表面的涂装。中涂为特殊改性弹性复层涂料，具有优异弹性，涂膜能遮盖墙面的细微裂缝以及抵抗水泥砂浆墙面开裂的性能，出色的防水性能，能防止外界水渗透入混凝土及水泥内部而产生的腐蚀，能调整粗糙程度不一的表面，具有遮盖墙体表面缺陷的功能。
在微调弹性涂料配方时，每次调整后进行辊涂施工耗时耗力，需要一种快捷的检测技术。流变学测试方法可以简化涂料配方的优化过程，非常适合研究基础配方中组成的微调对施工效果的影响，得到直观的曲线和定量数据，在某些条件下可以取代半定量打分填表的传统方法。
 

1 实验部分

1.1 样品制备

A类面涂和中涂配方见表1。

B类面涂和中涂配方信息见表2。

根据施工现场情况，按合适的比例稀释原漆。A类面涂A1加水量为4%(质量分数，后同)，加水后样品记为A1+4%水；B类面涂B1加水量为5%，加水后样品记为B1+5%水。A中涂A2加水量为4%，加水后样品记为A2+4%水；B类面涂B2加水量为5%，加水后样品记为B2+5%水。

C、D、E分别为含有不同流变助剂配方的弹性面漆样品，CM为在样品C基础上调整助剂种类和含量后的产品。

1.2 仪器设备

旋转流变仪，安东帕MCR302，转子直径为27 mm的同心圆筒CC27，装载样品为19 mL。测试温度均为25 ℃。

非接触表面轮廓仪，美国NANOVEA公司PS50，最小分辨率为0.1 μm，XY方向自动扫描范围都是20mm，步长为10 μm，扫描速度为100 μm/s。

1.3 流变实验方法

实验方法分为5阶段，分别为预剪切阶段、样品稳定阶段、0.1 s-1测试阶段、400 s-1测试阶段和0.1 s-1测试阶段。其中预剪切和稳定阶段不记录数据，第三段记录0.1 s-1剪切黏度时间间隔为5 s共记录5个数据点，第四段记录400 s-1下剪切黏度10个数据点，取点间隔为0.1 s，第五段记录0.1 s-1剪切黏度为1 000个点，取点间隔为0.5 s。

1.4 辊涂施工

同一熟练技工在相邻的两块底材(0.5 m2)上完成上漆。

辊涂施工时第一涂要自下而上，先在墙面上辊成“之”字形，以使涂料均匀分布。每取用料一次大约可刷0.5 m2。当辊筒上的涂料将要辊完时，应再回到先前辊过的地方，轻轻将辊痕收平。施工完成后记录上漆量、施工手感和飞溅性等情况。记录干膜(施工24 h后)样品外观，记录对比照片。
 

2 结果与讨论

2.1 比较面涂回复黏度数据和干膜表面形貌

图1是基础配方不同的两种弹性涂料根据实际应用稀释后的即用产品。

可以看到稀释后的两种产品在低剪切速率0.1 s-1的黏度大小关系与在高剪切400 s-1的正好相反，更具触变性的传统定义方法，可以认为样品A1+4%水样品具有更好的触变性。但是在高剪切持续1 s后，B1+5%水样品的黏度回复更快。表3是图1中的不同时间点的黏度数据列表。70s后的回复比例，两个样品都在90%以上，但是在高剪切停止后0.5 s，两者黏度回复比例具有明显差异B1+5%水比A1+4%水样品多了接近20%。