真石漆的正交试验研究
真石漆的正交试验研究
王东波 康智慧 刘海廷 佀庆法 （ 山东圣光化工集团有限公司，山东广饶 257300）
0 引言
随着国家、区域、地方建筑节能相关规范和标准的相继颁布实施，外墙外保温已被大量用于建筑装饰工程。在建筑节能体系中，均提出采用保温板材（如EPS 板）作保温层，采用建筑涂料作饰面层。真石漆由于其施工方便，具有天然石材的质感和装饰效果，在高层建筑外墙外装饰工程中，深受广大业主和建设者的青睐。但是在采用真石漆作饰面层时，经常会出现一些影响质量和装饰效果的问题。这些问题有些是由原材料选择和配方设计不当所引起，有些则因施工方法不正确所致。本文从配方和材料的角度对解决这些问题进行探讨，采用正交试验优化配方。
1 实验部分
1.1 实验仪器及设备
SFJ-400 砂磨、分散、搅拌多用机，上海现代环境工程技术公司；
JG328B 电光分析天平，上海医用激光仪器厂；
CMT-4200 电子万能试验机，深圳三思实验设备有限公司。
1.2 涂料的制备
将乳液、成膜助剂、纤维素、水、消泡剂和助溶剂按照一定的比例加入到分散机中分散均匀，然后加入各种配比的彩砂充分搅拌分散，再用适量的增稠剂调整黏度，分散均匀，即得成品。
1.3 正交试验设计
本试验结合实际经验设计正交试验，选取乳液用量、彩砂搭配和增稠剂为主要因素。考察乳液用量、彩砂配比和增稠剂选用对产品黏结强度、吸水性、掉砂情况、漆膜软硬的影响，从而确定合适的搭配。具体实验因素见表1，正交试验正交表见表2。
2 结果与讨论
2.1 黏结强度的影响因素
由于真石漆的自重较大，所以它的黏结强度指标尤为重要。高黏结强度的真石漆可以提高附着力，避免涂层发生剥落。正交试验表明：增加乳液用量可以显著提高真石漆的黏结强度。本试验中所用乳液的Tg 为35℃，最低成膜温度26℃，乳液本身的黏结强度为3.6 MPa。增加乳液用量可以显著提高真石漆的黏结强度的可能原因为：
（1） 由于真石漆产品中所用乳液的黏结强度基本都大于3 MPa，而真石漆本身黏结强度要远小于3 MPa，所以随着高黏结强度乳液用量的增大，真石漆产品黏结强度随之增大。
（2） 真石漆产品由于采用了大量粗粒径的砂粒，在干燥成膜过程中，乳液含量较少时，真石漆干燥后漆膜疏松，不够致密，黏结强度较低。泡水后乳液含量少的真石漆产品黏结强度会明显降低。
正交试验还表明：增加纤维素用量、合理的彩砂配比也可以提高真石漆的黏结强度。
2.2 吸水率的影响因素
合格的真石漆应该具有较低的吸水率，从而避免真石漆涂层在每次下雨以后，出现涂层发白、发花，涂层变得疏松，而经太阳一晒，涂层又恢复原来的颜色。正交实验表明：随着纤维素类增稠剂用量的增加，真石漆的吸水率大幅提高。羟乙基纤维素为水溶性产品，含有大量的亲水基团。真石漆成膜后，它残留在漆膜中，从而降低了真石漆的耐水性。由于真石漆的涂层较厚，一旦吸收了水分后，不容易在较短的时间内释放出来，因此造成外观发白，涂层内部疏松的结果。
2.3 掉砂情况的影响因素
有些真石漆产品在喷涂施工过程中，会出现大量掉砂现象。这不仅造成浪费，还会造成产品外观的变化。除施工原因外，彩砂的使用类型、级数配比亦会造成此类问题。本文主要通过确定相同施工条件、相同彩砂类型来研究不同彩砂级数搭配对掉砂情况的影响。正交试验表明：彩砂配比在20~40 目30%，40~80 目50%，80~120 目20% 时，施工时掉砂较少，涂层的质量也较好。
2.4 最佳配方和性能测试
跟据正交分析表，综合考虑成本因素、产品本身质量要求等，最终确定真石漆产品的优化配方如表3所示，产品主要性能检测结果见表4。
3 结语
（1） 经正交试验所确定的真石漆最佳配方为：苯丙乳液15% ；彩砂配比为20~40 目30%，40~80 目50%，80~120 目20% ；羟乙基纤维素0.1%。
（2） 增加乳液用量可以显著提高真石漆的黏结强度。彩砂配比采用大比例粗砂与细砂搭配，使涂层更致密，并提高质感。使用纤维素增稠剂可以降低真石漆干燥速度，提高真石漆的黏滞感，便于施工，但会增加产品的吸水率。