提高外墙建筑涂料涂层的耐沾污性

0 引言
建筑外墙涂料色彩丰富柔和,线条清晰流畅,饰面灵活多样,能表达丰富多彩的建筑风格,创造多种质感效果,美化城市景观,施工方便,安全可靠,维护更新容易,满足保护和装饰的要求,广泛应用于外墙装饰工程中。随着城市化进程的加快,建筑涂料成为外墙饰面材料的主流,使城市色彩逐渐丰富起来,将城市装扮得十分美丽。但目前国内高品质外墙涂料使用不多,加上涂料施工控制不规范,外墙涂装出现了一些质量问题,漂亮的外墙在涂料涂刷不久后变成花脸,失去原来的鲜艳色彩,变灰变黑,污损严重,看起来很脏,特别是墙面某些特定部位如阳台凸出部位下面、窗户下面及易聚集灰尘部位的凹口、横向分割缝、浮雕状涂层等明显变脏,尤其是窗户下面,积尘随着雨水直接流到下面外墙,在涂膜表面上形成各种条状的黑色、黄色斑痕,在原来的涂层映衬下,形成非常明显的视觉反差,严重影响建筑物的装饰效果。特别是有的住宅建筑二期还没有建完,一期就脏得面目全非,导致目前相当多的高档住宅小区不用外墙涂料,而纷纷采用面砖作为外墙饰面材料,有的地方政府更是规划高层建筑外立面不得使用涂料,与国家鼓劲推广外墙使用非陶瓷类外墙装饰材料的政策相违背。这种状况的主要原因是目前使用的外墙涂料涂膜耐沾污性不佳,装饰效果短暂,影响了建筑物的美观和耐久性,也制约了外墙涂料的推广应用。随着工业化进程加快,城镇空气污染日益严重,尤其是粉尘及悬浮颗粒含量超标严重,对外墙涂料的抗沾污能力提出了很高的挑战,外墙涂料要在外墙装饰中唱主角,必须具备较高的耐沾污性,才能适应当前建筑技术发展的需求。涂饰效果不能随着时间推移很快下降,要能够抵御外界各式各样的污染,保持其持久装饰效果,提高使用寿命。只有大力提倡使用高耐候性、高保色性、高耐沾污性的高性能建筑涂料才能达到美化建筑物的目标。涂层的耐沾污性主要取决于涂料的性能,如漆膜致密性、表面能、亲水/亲油性、平滑度、表面硬度等。

1 影响外墙涂料耐沾污性的原因
外墙涂膜长期暴露在大气中,时刻受到外界的各种各样污染,大气中存在许多尘埃,飘浮着带油性的烟雾,特别是在工业城市里,工业烟气、烧油和烧煤设备的烟囱及住宅的厨房散发出大量的油性或酸性物质,还有大量汽车尾气中含有的黑色颗粒,加上酸雨等,造成空气污染超标严重,这些污染物通过各种渠道和形式污染着外墙涂层,造成涂料装饰性能降低。沾污分为2 种类型:(1)附着性污染,即污染物只是吸附在漆膜表面,在雨水或人工的冲刷下可以得到清除。(2)吸入性污染,即在附着性污染的基础上,污染物进入涂膜内部,造成的污染雨水难以冲刷干净,不易除去。
外墙涂层污染的来源主要是两个方面:一是外面带来的污染。外墙乳胶漆在配制时一般都使用乳化剂和各种助剂,乳化剂等亲水助剂在涂料成膜时会迁移到漆膜表面,对涂膜性能造成严重危害,吸水率上升,使涂膜易吸水溶胀导致漆膜发软回粘,而且亲水助剂易产生泡沫,使涂膜不连续,残留大量孔隙,并且表面凹凸不平,污染物易沉积在涂膜表面导致涂膜变暗,涂膜孔隙越大,孔隙越多,越易受到污染。由于涂膜不够致密存在无数气孔,对水敏感,细小的尘埃会随着雨水进入涂膜毛细孔,水挥发后尘埃残留在毛细孔内并沉积在漆膜中形成永久性污染。同时乳胶漆的成膜物质是热塑性物,玻璃化温度较低,漆膜硬度不高,一年中有相当多时间涂膜处于玻璃化温度上,这样一来涂膜受热后易变软发粘沾灰或涂层受雨水浸泡而软化,软化的涂膜更易粘附空气中的污染物。此外,在湿热条件下,霉菌藻类的生长会对漆膜造成污染,而干燥时,漆膜易产生静电吸附空气中的污染物。二是内部泛出的污染。如果墙体基层保养时间不够便进行涂装以及底层未封闭好或涂层出现较大的裂纹,导致水分进入墙体,砂浆层或混凝土层受水分的侵蚀而析出的碱性物和水溶性盐以水溶液形式从水泥毛细孔中透过涂层渗出,流淌在涂膜表面泛碱造成污染。以上各种因素导致涂膜失去应有的色彩,出现斑痕,装饰性下降。
针对建筑外墙涂料膜层沾污的原因,改善涂膜的耐沾污性的途径为:(1)从防止附着的角度看,降低涂层的孔隙率是减少积尘沾污的主要方法,坚硬平滑的漆膜使污染物不易粘附在涂层表面,或即使附着在表面也粘附不牢容易分散于水中,并随着雨水而流落,使漆膜保持洁净。提高涂料用乳液的玻璃化温度,可增加漆膜硬度、平整度和致密性,使污染物不易进入;(2)改善涂膜表面性质,使涂膜具亲水或憎水性,使污染物难以吸附或者可借助雨水冲净;(3)注意建筑物细部设计,在设计中体现材料的优越性,避免外墙面成为流水的渠道;(4)加强施工管理,提高施工质量,从而获得平滑的涂层。

2 涂料的选择
应根据不同的地域环境、气候条件和污染源,选择不同的外墙涂料,使其具有良好的装饰效果、合理的耐久性和经济性。南方多雨地区选择防霉防藻好的涂料,酸雨地区选择耐化学性好的涂料,临海城市选择耐盐雾性好的涂料。同时,不同的装饰部位使用涂料时对品种和颜色应进行合理搭配,确定合理的涂装体系,避免在不易沾污的大块外立面采用深色调,易积灰尘部位如线条及窗框等部位使用白色涂料,在迎风及受雨水冲刷较多的部位避免使用容易显现雨水流痕的颜色。在雨季施工应选择干燥迅速并具有较好初期耐水性的涂料,冬季施工则特别注意涂料的最低成膜温度,选择成膜温度低的涂料。目前使用的高性能涂料有以下品种。
2.1 疏水性荷叶效果乳胶漆
其漆膜具有荷叶的表面效果,表面能较低,亲水性污染物不易粘附在漆膜表面,即使粘附也易被雨水冲刷掉,可在污染较轻的地区使用。因其表面干燥而导致亲油性污染物易粘附在漆膜表面,同时疏水性漆膜很难被雨水湿润,雨水流过亲油性污染物表面时不能冲掉污染物,从而产生雨痕问题。因而在污染严重的地区不能使用这类外墙涂料。
2.2 亲水性乳胶漆
一般亲水性涂膜中的亲水基团产生低带电性,与带电的漂浮污染物颗粒的静电引力小,使其难以吸附在漆膜表面,即便油性物吸附在涂膜表面也难渗透涂膜内部。同时亲水性涂膜使雨水很容易湿润表面,既可以避免由于雨水线型流下而产生的雨痕问题,又可以对灰尘进行良好的湿润作用,将粘附在涂层上的亲水性和亲油性污染物冲洗掉,使涂层保持自洁功能。
2.3 有机-无机复合外墙漆
在外墙涂料中加入适量的硅溶胶,无机基料可以填平补齐多孔隙的涂膜,提高漆膜的致密性与硬度,增加涂膜抗回粘性,减少积尘,从而使涂膜耐水性、耐沾污性大大提高。
2.4 氟碳及硅丙乳胶漆
两者的基料聚合物分子间较高的化学键能和特殊的分子结构决定其具有优异耐候性及耐水性,硅丙具有较低的表面能,降低涂膜对污染物的吸附,同时其优越的拒水透气性,使通过吸水而带入的灰尘减少,涂膜表面干燥也不易生长霉菌和藻类,从而提高涂膜耐沾污能力。氟碳涂料的耐候性更达20 a 以上,两者特别适合于高档建筑涂装。
2.5 选用核-壳结构及交联型乳液的乳胶漆
普通外墙涂料涂层在高温下易返粘而粘尘,造成涂装效果降低。而使用核-壳结构乳液制备的乳胶漆涂膜表面交联密度高,硬度高,涂膜致密性好,可以防止污染物渗透,抗回粘性佳,从而提高抗沾污性。

3 施工质量控制
建筑涂料只是一个半成品,最终的目的是涂装到建筑物的表面上,才能对建筑物起装饰和保护作用。要取得理想的装饰效果和耐沾污性,不但取决于涂料优良的性能,而且取决于优良的施工技术和施工技巧,否则涂料自身的优良性能难以充分发挥。为获得满意的长期涂装效果,应对涂料施工进行严格管理。
3.1 基层要求
(1) 屋顶最好有超出墙面的檐口,檐口及窗台底部必须做滴水线,女儿墙顶部及阳台栏板顶部抹灰泛水应向同侧,以利于降低外墙饰面的污染,防止累积污染造成流挂状污迹。
(2) 涂刷面积较大墙面,应作墙面装饰分格设计,分割缝要求宽度、深度均匀,表面光滑,棱角整齐,出墙的管道和墙面上的设备如空调室外机组及滴水管应作合理的建筑处理,按设计安装定位,对于穿墙件四周作好防锈处理,以防止安装底座的锈迹和滴水污染外墙面。
(3) 涂料施工时,基层不能太潮湿,pH<10,含水率<10%,要求基层平整、坚实、洁净,符合施工质量规范。
(4) 应重视砂浆基层的质量,避免砂浆基层开裂引起表面涂层出现裂纹,雨水长时间从裂缝渗入而破坏外墙涂层的装饰性能。
3.2 腻子施工
批刮柔性腻子两遍,使用的腻子应具备抗龟裂功能,可以吸收开裂应力,缓冲裂纹扩展,填补外墙裂纹和缺陷,为外墙涂装提供平整、光滑的稳定涂饰表面,提高装饰效果。腻子施工后表面应平整,不能有刮痕和接头,阴阳角修补垂直,表面干燥后打磨平整,打磨时用力要轻而均匀,用力方向一致,禁止出现砂粒刮痕,墙面粗糙情况,表面应光滑细腻,无针孔。清理干净表面灰尘后浇水养护24 h。
3.3 涂料施工
涂料一般涂刷耐碱封闭底漆一道和面漆二道。耐碱底漆是外墙涂料体系的重要部分,它防止了对涂层系统的损坏,同时又保护了基层和墙体免受潮气和环境的有害影响,提高涂料的耐久性和装饰效果,因此必须涂刷耐碱底漆。
(1) 涂刷前应清理窗口及周边环境,防止尘土污染,涂料施工时要求环境清洁,不能尘土飞扬,涂料未干前不得清理周围环境。
(2) 施工过程中如遇大风、雷雨情况应立即用塑料薄膜等覆盖,并在适当位置留好接槎,停止施工。
(3) 涂料使用前充分搅拌均匀,并按使用说明书要求组织施工,做好交底工作,切忌任意掺水或加色,并在规定的时间内用完,否则会降低其技术指标,影响涂膜质量。
(4) 注意施工条件,温度<5 ℃,湿度>85%时应停止施工。温度过低,涂膜不能连续成膜,成龟裂或粉状,易脱落;温度过高,干燥过快,涂膜刷痕严重。湿度过大,干燥慢,涂膜易发花且附着不好。同时涂漆前12 h、涂刷后24 h 内不能有雨,避免涂膜被雨水冲坏,出现发花,大雨过后要待墙面干燥后方可施工。
(5) 涂刷时漆膜要薄而均匀,涂膜不宜过厚,涂膜越厚越易出现发花现象,要无气泡,不流挂,平整,涂料的接槎必须留在分格缝和阴阳角,不能任意留槎,不同颜色间要贴胶带纸进行分色,以免影响美观。
(6) 对可能造成污染的部位进行遮挡保护,完工退场要清理干净,不能污染已涂饰好的墙面。

4 维护和翻新
(1) 涂料通过验收后,还应定期维护,以保持较好的涂装效果,延长使用寿命,起到长期美化环境的作用。
(2) 对仅被沾污而影响装饰效果的涂层部位,可用自来水冲洗干净。
(3) 若泛水、滴水线、屋檐等损坏时,应马上修复,以免造成涂膜损污。
(4) 加强物业管理,禁止在外墙面乱施工。
(5) 定期翻新,由专业公司进行重新涂刷,保持建筑物外墙洁净美观,色彩艳丽,满足建筑外饰长久长新的需求。

5 结语
随着生活质量的不断提高,人们越来越关注建筑外墙的装饰质量,喜欢用各式各样的色彩装扮建筑物,美化城市环境,建筑涂料逐渐成为主导的建筑物装饰材料。这要求涂料生产企业不断加强产品研发,提高质量,施工单位严格规范施工操作规程,加强质量控制,双管齐下,即从材料的选择到施工的验收,每一步都严格控制,才能确保涂装质量,达到良好的美化、清洁效果,使外墙涂料涂膜经受环境的长期考验,经日晒雨淋,依然亮丽如初。只有用生动的示范工程例子感染大家,赢得广大用户的青睐,外墙涂料才能越来越普及。