瓷砖翻新用界面剂的筛选
张晓蔓,赵常永,邢笑,张旭涛
(石家庄市油漆厂,石家庄 050086)
0 前言
瓷砖作为墙面装饰材料,在20世纪70年代以后使用较为普遍。但是经过几十年的风吹、日晒、雨淋,砖面逐渐出现渗水、开裂、空鼓、脱落等现象,并且存在脏污、粉化、变色等问题,影响了建筑物的美观,降低了墙体的使用寿命,更为严重的是即将脱落的瓷砖对人身、财产安全存在着极大的安全隐患。所以旧墙瓷砖翻新成了在施工时较为难解决的问题。
现有的旧瓷砖外墙翻新有3种方式:①采用外挂大理石、铝塑板或者玻璃幕墙进行全遮盖,造价在200元/m2以上;②打掉旧瓷砖重新贴瓷砖,价格在120元/m2以上;③用特殊腻子抹平后改刷外墙涂料价格也在100元/m2以上。方式①和②由于改动了承重墙体,一般非浇筑混凝土楼房不能按照此法施工,第3种方法施工难度大,费时费力。而且这3种方式工期长,影响正常办公。
由于旧瓷砖翻新表面特殊的惰性釉面,因此瓷砖翻新的核心问题是涂层跟瓷砖表面附着力问题。附着力不佳,涂层的使用寿命较短,且容易引发鼓泡、脱落等工程问题。因此,在涂覆涂料前,需先对旧瓷砖施涂瓷砖翻新界面剂。
界面剂是通过对物体表面进行处理,该处理可能是物理作用的吸附或包覆,也经常是物理化学的作用。目的是改善或完全改变材料表面的物理技术性能和表面化学特性。瓷砖翻新界面剂就是利用这个原理,通过使用特种成膜物质,改变瓷砖特殊惰性釉面的光滑不易附着的特性,使得瓷砖能够与常规建筑外墙产品配套使用。另外,还可以与下道涂料进行配套,达到不起皮、不脱落的要求。对于已脱落部分可先用磨平砂浆或特殊腻子与原墙面找平后,再根据要求在上面进行翻新改造。
本文依据《建筑内外墙用底漆》(JG/T 210—2007)、《建筑用外墙涂料中有害物质限量》(GB 24408—2009)和《室内墙面及木器重涂服务及验收规程》(T/CNCIA02002—2017)开发了一款经济、环境友好型、施工方便的瓷砖翻新界面剂产品,重点讨论了乳液成膜性、涂层的耐水性、附着力和施工配套性方面的影响,为业内的科研人员提供一定参考。
1 实验部分
1.1 实验原料
乳液KD26(A#乳液),国民淀粉化学;乳液GH2019(B#乳液),北京东联化工有限公司;乳液TK35(C#乳液),巴斯夫(中国)有限公司;成膜助剂,伊士曼;防腐剂,陶氏化学;润湿剂EH-9,科莱恩公司;去离子水,自备。
1.2 实验仪器
电子天平,TC3K,常熟市双杰测试仪器厂;QXD刮板细度计,上海魅宇仪器设备有限公司;高速搅拌机,SDF,上海维特电机有限公司;恒温热储箱BAO-250A,施都凯公司;气相色谱仪7820A,安捷伦公司;羊毛板刷,4 cm;直尺,20 cm;透水性试验装置(玻璃漏斗),广州标格达实验室仪器用品有限公司。
1.3 参考配方及制备步骤
1.3.1 参考配方详见表1。
1.3.2 制备步骤
(1)按照配方量准确称量,在容器中先加入水。
(2)在搅拌情况下(400~500 r/min),依次加入配方量的防腐剂、消泡剂、分散剂、润湿剂和成膜助剂,搅拌5 min至均匀。
(3)在搅拌情况下(400~500 r/min),乳液经过滤后,缓慢加入。搅拌10 min。
(4)停搅拌机后,对产品进行检测。
1.4 性能检测
1.4.1 试板制备
将制得的产品搅拌均匀,采用刷涂法制板。
涂刷质量为:m=D ×S ×80×10-5
式中:m—— 湿膜厚度为80 μm的一道刷涂质量,kg;
D——样品密度,kg/m3;
S——试板面积,m2。
每道涂刷质量为:计算刷涂质量±0.1 g。除透水性试板涂刷两道外,其余均刷涂一道。两道刷涂间隔时间不小于6 h。
制板要求及养护见表2。
1.4.2 检测结果
依据标准JG/T 210—2007《建筑内外墙用底漆》和GB 24408—2009《建筑用外墙涂料中有害物质限量》,对产品进行检测,具体结果详见表3。
瓷砖翻新剂除了满足常规标准性能指标要求外,还进行了配套应用性测试,配套涂层无鼓泡、脱落现象,满足配套应用性能要求。
1.5 实验方法
1.5.1 耐水性测试
在乳液的筛选时考虑施工基材是瓷砖墙体,所以性能测试在瓷砖基材上进行对比较接近实际施工要求。取瓷砖面积20 cm×30 cm作为实验面积,采用涂刷方式进行制板;涂刷遍数:一道(以竖放成膜不流挂为标准,计量耗漆量);常温自然干燥24 h(20 ℃)后进行耐水测试。
1.5.2 附着力测试
按GB/T 9286的规定进行,划格间距为2 mm,施加胶黏带。
2 结果与分析
2.1 乳液成膜性测试
乳胶漆通过乳液把各组分黏结在一起,形成一层薄膜,并牢牢地附着在基层上,也就是所谓的涂层。所以说,乳液是涂膜最主要的组分,在一定程度上,涂层的性能主要取决于乳液的性能。乳液的粒径影响着其成膜性能,粒径越小成膜后透明性越好,成膜性也越好。界面剂的性能主要取决于所用乳液的性能,所以主要针对乳液性能进行考量,首先对比筛选的不同厂家乳液的成膜性差异,涂刷后结果如表4所示。
由表4可看出3款乳液在瓷砖界面上均能成膜,乳液A和乳液C的成膜效果较好,B乳液稍有差距。A、C乳液为新型微乳液聚合制备而成的乳液。此方法制备的乳液粒径小,约几十纳米,且比较均一,因此表现出较好的成膜性和透明性。而B乳液为普通的种子乳液法制备而成的乳液。
2.2 耐水性测试
界面剂作为中间涂层,在底材和上层涂层中间起到连接和加固基材的作用,耐水性是很重要的考量项目,耐水性能否达标关系到了上层涂层的使用年限和相关性能,对比如表5所示。
从表5初期耐水性测试结果中可以看出,乳液B耐水性较差,4 h出现涂膜脱落现象,不能满足涂膜耐水性要求,舍弃。而乳液A和乳液C属于阳离子乳液,本身带正电荷,而墙体表面带有负电荷,这样可以起到相互吸引的作用,使得由此乳液制成的涂料具有较好的耐水性和附着力。
2.3 附着力测试
附着力指涂膜与被涂物表面结合在一起的坚牢程度。这种结合力是由涂膜中聚合物的极性基团(如羟基或羧基)与被涂物表面的极性基相互作用而形成的。在旧的瓷砖表面未提高粗糙度前提下,被涂物表面有污染或水分涂膜本身就会有较大的收缩能力,使界面剂失去黏结性,所以优异的附着力是保持界面剂长久黏附新旧材质的必要条件。一般在建筑物上面涂膜的附着力有两种测试方法:一种是划格法,另一种是拉拔法。本文所述界面剂由于涂层较薄,基材为水泥基材,工程选用时更多用划格法来评判附着力的优劣。只有在光滑表面上有好的附着力,才能起到界面剂的作用。
通过初步耐水测试,下面主要进行对符合要求的乳液A和乳液C的附着力测试,如图1。附着力测试结果见表6。
从表6中两种乳液附着力测试结果可以看出,A乳液附着力较差,只有2级,胶带黏结处出现部分剥落,而C乳液胶带粘结处则无任何剥落现象,附着力达到1级。乳液A和C同属于硅改性阳离子,但是生产工艺控制有差别,导致粒径更小的乳液制备的涂层更加致密,成膜性更好。因此选用C乳液作为本实验的最终乳液。
2.4 配套应用测试
界面剂在瓷砖表面与外层的外墙产品之间起到承上启下的作用,只有与上下涂层的配套耐水性满足要求,才能起到牢固黏结的作用。
在外部墙体施工过程中,配套种类较多,现选取几种常用配套进行配套应用实验,主要通过耐水性测试看乳液C在施工应用方面的可行性,对比如表7。
由表7配套性测试可以看出:此产品界面剂与外墙乳胶漆、外墙柔性腻子、真石漆、砂浆、质感漆等产品均有较好的配套初期耐水性,满足瓷砖界面剂配套性要求,因此C乳液可以作为瓷砖翻新界面剂的最终乳液。配套性效果展示见图2。
2.5 应用优势
通过配套应用,得到市场上的反馈信息。对产品的认可度较高,具体体现见表8。
经过对数据的分析对比,得出瓷砖界面剂比起传统的腻子类产品具有一定的优势。
(1)施工简单。对于工程项目来说,缩短了工期,提高了效率高。
(2)涂层薄,墙体的承重压力减轻,降低了安全隐患。
(3)板面效果达到预期。相比较而言,消除了由于批刮不平带来的弊端。
(4)在价格方面存在一定的优势。
3 结语
本实验通过乳液成膜性,涂层耐水性、附着力及配套应用等,筛选出了符合产品、环保、客户应用等三类标准要求的瓷砖翻新界面剂。此产品施工简单、工期短、性价比高等优点,受到客户青睐。通过对此项目进行售后跟踪,经过两年的风吹、日晒、雨淋,整栋楼的墙面效果均较好,没有出现开裂、鼓包、脱落等现象,说明此产品和此配套的应用是可行的。