真石漆色差及耐水性研究

0 引言
真石漆以其价格低廉、施工方便、花纹丰富等特点受到了广大用户的喜爱,这几年真石漆一直是外墙建筑涂料销售最多的品种。作为外墙涂料,用户最直观的感受是施工性及施工后的色差,笔者在和同行交流中发现,客户投诉最多的就是色差。经过笔者这些年的研究发现,引起真石漆色差的因素主要有2 个方面:施工和配方。施工引起的色差主要有3 种:一是设计或施工太薄,因为透底引起的真石漆发花而导致色差;二是施工手法不熟练,因为喷涂薄厚不均匀导致的色差;三是设备或气压等原因以致于施工时出料不稳,导致真石漆表面凹凸差别较大引起的色差。前两种原因引起的发花或色差,可以随着施工人员的熟练度得以避免或改善,第3 种因为气压不稳定引起的真石漆颗粒不均匀、喷涂手法难以保持一致等原因可以通过设备的改进加以避免。作为技术人员,除了加强对施工人员的培训以减少施工因素造成的色差外,主要还是要从技术角度进行考虑,希望能通过配方的调整, 减少或避免产品因为自身质量因素引发的色差。以下主要从乳液、温度环境、增稠剂、施工黏度、成膜助剂及丙二醇用量等方面进行阐述。
 
1 试验
1.1 主要原材料
乳液:RS -706T、RS -9966A、RS -308、RS -8666、RS-708: 巴德富;682: 日出;838A-2: 保立佳;103: 东联; 9745S:国联。
主增稠剂:HHBR 250:亚什兰;MZ:上海网格;H30:科耐欧;M100:兴美亚;SMP-X40、SMP-HV2:丰虹。
其他助剂:ASE -60、TT -935、AMP -95: 陶氏;PREVENTOL D7F:朗盛备防多;PE100、NXZ:海川;成膜助剂CZ-12:伊士曼;水:工业;丙二醇:工业等。
1.2 试验仪器
标格达高速分散机、电子秤、真石漆喷枪、高温烘箱、纸卡、调墨刀、100 μm 湿膜制备器。
1.3 试验
1.3.1 乳液的测试
乳液是真石漆配方中的成膜物,乳液的耐水性会直接影响真石漆的耐水性,所以首先测试乳液的耐水性。乳液耐水性测试方式是用100 μm 的湿膜制备器将乳液刮涂于玻璃板上,分别测试玻璃板上漆膜的初期耐水性(干燥24 h 的耐水性)和干燥7 d 的耐水性。测试结果如表1 所示。
乳液耐水性

由表1 测试结果知:巴德富9966A、巴德富706 T耐水较好,其他稍差,而且初期耐水性和7 d 耐水的结果无明显差别。因保立佳838A-2、巴德富708 耐水性较差,不再进一步试验。下面的试验以本公司真石漆配方为基础配方(表3 中配方1),以表1 中(除保立佳838A-2、巴德富708 以外)的乳液作为真石漆的乳液进行下一步测试。
为确保实验的平行性,本实验真石漆配方均按表2 配比进行实验。
真石漆中彩砂配比
配方说明:
(1)真石漆配方一般由两部分构成即基础BASE+各色彩砂,本实验均按BASE∶彩砂(质量比)=25∶75 比例进行配制;
(2)直接影响真石漆性能的部分是BASE 配方,本实验通过调整不同的BASE 配方, 再按表2 配比复配成真石漆,通过对真石漆配方的平行对比测试,得出影响漆膜色差及耐水性的各因素;(3)实验统一选用表2 中彩砂比例,是由于真石漆配方中含有深色细沙时更容易出问题,有利于实验观察和分析;
(4)接下来的试验,配方中写出配方为BASE 配方,黏度为BASE 黏度。
1.3.2 样板制作及试验方法
样板制作方法:所有样板均采用喷涂,同一人、同一喷房、23 ℃时用同一真石漆喷枪施工, 样板统一为150 mm×100 mm×6 mm 硅酸钙板。
试验背景:实际施工过程中经常会出现早中晚不同时间段施工时因温度不同而引起的色差, 同一栋楼不同墙面因日照不同而产生的色差, 未发现过不同配方的真石漆一起施工的案例。本次试验模拟不同温度环境产生的色差。
试验方法:每种真石漆一次喷涂6 块样板、漆膜厚度2 mm, 样板喷涂后立刻放置于相应的温度环境进行观察。4 块为观察不同温度环境下样板的色差:1块放置于23 ℃的室内(模拟阴凉处无风施工);1 块放置于5 ℃冰箱(极限施工模拟–模拟春秋季早上施工);1 块放置于室外太阳直射(室外温度无法控制,实测在12~23 ℃,模拟阳面施工);1 块放置于50 ℃鼓风烘箱(极限施工模拟———模拟夏季中午高温施工)。2块测试耐水性(23 ℃环境下室内进行养护):耐水试验时浸水一半,留一半对比观察。
评分方法:每次由5 个人评分,然后取平均分。1分最差,5 分最优。
1.3.3 不同乳液对真石漆试验

真石漆施工后最容易出现的问题是色差和耐水性。下面的试验主要测试不同乳液对真石漆色差和耐水性的影响。配方及试验结果见表3。
不同乳液对真石漆温度环境色差、耐水性的影响
不同乳液对真石漆温度环境色差、耐水性的影响
由表3 可知, 巴德富9966A、巴德富706T、国联9745 均综合性能较好,巴德富9966A 性价比最优。国联9745S 乳液3 个批次的样品放置过程中有2 个批次出现问题,故不作为真石漆乳液使用,其他可以作为真石漆乳液使用。巴德富706T 价格较高,不再进一步试验。使用东联103 乳液时,温度环境色差较小,需要进一步测试。
1.3.4 主增稠剂对真石漆的影响
主增稠剂是指在真石漆中起主要增稠的助剂,这里使用的是纤维素和膨润土。同行普遍认为纤维素会影响真石漆的耐水性和温度环境色差,而膨润土影响较少。所以接下来试验主增稠剂不同,其他不变,对真石漆性能的影响。试验结果见表4。
不同主增稠剂对真石漆温度环境色差、耐水性的影响
不同主增稠剂对真石漆温度环境色差、耐水性的影响
实际施工时,含有丰虹SMP-X40 的“9 号”和含有丰虹SMP-HV2 的“13 号”因黏度低不易施工。在“13号” 的基础上提高SMP-HV2 用量为0.8%时BASE 黏度无明显变化,黏度仍低不易施工。
由表4 可知,主增稠剂为兴美亚M100 时,真石漆各项性能最优。由表3、表4 可知,“1 号”配方两次施工时,各项性能评分无明显差异。
1.3.5 不同黏度对真石漆的影响

实际施工时,工人有的会兑水以降低黏度,目的是为了易喷涂。下面观察不同黏度对真石漆施工、温度环境色差、耐水性的影响,试验结果见表5。
不同黏度对真石漆温度环境色差、耐水性、施工性的影响
因东联103 乳液在本次试验中价格最低,故再次使用东联103 乳液试验。一方面是考察不同黏度对真石漆性能的影响,另一方面是再次验证东联103 乳液在真石漆中的性能。
由表5 可知, 黏度高低除对施工影响较大外,对其它性能无明显影响。
由表5 知,真石漆使用东联103 乳液时,耐水性和温度色差均一般,故不再考虑东联103 乳液进行其他试验。
综合表4、表5 可知,BASE 黏度最好在100KU-110KU 之间。
1.3.6 施工后平整度对真石漆的影响
实际施工时,有的工程师认为施工的平整度会影响真石漆的色差。所以接下来以表4 中综合得分较高的“8 号”和“12 号”两个配方的真石漆分别喷成平整的板和凹凸的板,观察真石漆性能。试验结果见表6。
施工后平整度对真石漆的影响
由表6 可知,平整度一致时对真石漆性能影响较小,但不同平整度时色差较大。原因是同一面墙既有平整面也有凹凸面时, 平整面和凹凸面反光不一样,平整面反光较多而发亮, 凹凸面反光较少而发暗,因此产生色差。
1.3.7 醇脂12(CZ-12)不同用量对真石漆的影响

以表4 中的12 号为基础配方, 考查多加醇脂12时对真石漆性能的影响。试验结果见表7。
醇脂12 不同量对真石漆的影响
由表7 可知,随着醇脂12 的增大,真石漆耐水性及温度环境色差无明显变化。
1.3.8 丙二醇不同用量对真石漆的影响
冬天时,真石漆一般多加丙二醇量提高真石漆的抗冻融性、延迟表干时间。以表4 中“8 号”为基础配方,观察多加入丙二醇时对真石漆性能的影响。试验结果见表8。
丙二醇不同量对真石漆的影响
由表8 可知,随着丙二醇的增大,真石漆耐水性及温度环境色差无明显变化。
 
2 结语
试验先筛选乳液,然后再用筛选后的乳液做成真石漆进行相关性能测试,得出如下结论:
(1) 不同的乳液对真石漆的温度环境色差和耐水性影响很大。本次试验中巴德富RS9966A 综合性能最好;
(2) 主增稠剂筛选中,HHBR 250 和MZ 搭配使用、兴美亚M100 单独使用作为主增稠剂时,各方面性较好,其中兴美亚M100 最优;
(3) 醇脂12 和丙二醇的添加量对真石漆温度环境色差、耐水性影响较小。
(4) 综合配方选择“12 号” 配方,乳液用巴德富RS-9966A、主增稠剂用星美亚100,按标准《JGT 24-2000 合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》测试均能过。