环保型建筑内墙涂料的研制

1 引言
目前各国对环境保护的意识越来越强，法规日趋严格，为此各行各业都在开发符合环保要求的产品。2002年7月1日起国家颁布实施“室内装修用涂料强制性安全标准”，对国内涂料生产厂家进行抽样检验，对进口涂料进行强制性检验。这将极大地促进健康型内墙涂料的发展。本课题根据国家新的执行标准，在设计配方时引入一种新思路，以一种具有先进性和创新性的理念来完成技术指标，保证产品符合环保要求，通过大量的试验，各种技术指标符合GBI8582要求，是一种成本低、性能好的环保内墙涂料，得到了令人满意的结果。

研制的环保型建筑内墙涂料比传统的聚乙烯醇内墙涂料有如下特点：① 该产品主要采用聚乙烯醇胶和玉米淀粉胶及硼砂溶液复合而成环保型涂料，复合后使涂料的综合性能得到了加强，如流平性、涂刷性、防沉淀性均好，克服了传统聚乙烯醇内墙涂料流平性、涂刷性、防沉淀性差的缺点；② 该产品环保技术指标远远优于国际(见表3)，而传统的甲醛指标超标；③ 环保内墙涂料不需要加防腐剂能使涂料贮存3个月以上不变质；而传统聚乙烯醇内墙涂料不能做到；④产品价格低于传统产品，环保产品成本价350～400元／t，而传统产品成本价600—650元／t；⑤环保型产品性能优越，不沉淀、流平性好、价格低，深受用户欢迎，有关复合机理有待进一步探讨。

2 试验部分
2．1 原料试验剂和仪器
主要原料试剂：聚乙烯醇(1999)、玉米淀粉(一级)、碳酸钙(工业)、滑石粉(工业)、羟乙基纤维素(工业)、六偏磷酸钠(工业)、十二醇酯、$202消泡剂、DA分散剂、磷酸三丁酯(CP)、氢氧化钠(工业)。
主要仪器如表1所列。

2．2 试验方法
2．2．1 聚乙烯醇胶的合成
取一定量的水加入三口烧瓶中，加热到80 ºc，在搅拌下加人一定量的聚乙烯醇，升温到90±2 ºc，保温30～40 min，冷却后即可。重复上述步骤可以合成不同浓度的聚乙烯醇胶。聚乙烯醇浓度与黏度的关系见图1。由图1可知，聚乙烯醇胶的黏度随聚乙烯醇浓度的提高而增大。试验确定最佳浓度为3％。

2．2．2 玉米淀粉胶糊化
称取一定量的玉米淀粉溶于70 ml水中，向玉米淀粉溶液中加一定浓度的NaOH溶液，充分搅拌即得淀粉胶。NaOH用量对淀粉胶黏度的影响见图2。

由图2可知，15～25 ml的糊化剂所制得的黏度变化较大，此时淀粉糊化程度不够，试验确定最佳用量为30 ml，用量过多，黏度下降。糊化时间为2 h。

2．2．3 复合成膜物
取聚乙烯醇合成胶200 g与淀粉胶135 g在50 ºc左右混合，充分搅拌10 min，加入少量10％硼砂溶液(1 m1)，再搅拌15 min即成。

2．2．4 工艺流程

3 结果与讨论
3．1 消泡剂用量对涂料性能的影响
在研制涂料的过程中由于高速搅拌时易产生泡沫，必须加入消泡剂进行消除；通过试验，证明用磷酸三丁酯和s202消泡剂效果都很好，考虑到环保，本试验选用s202消泡剂。对比见图3和图4。

图3和图4有共同特点，加入少量消泡剂时涂料的黏度急剧下降，这是由于破泡的原因而降低，后来曲线变得平缓。图3可知磷酸三丁酯最佳用量在0．54％。，由图4可知，s202最佳用量1．1‰ 。用量小消泡不彻底，造成缩孔、针孔等缺陷，用量大造成油花、鱼眼或缩孔现象，影响施工性能。

3．2 成膜助剂对涂料性能的影响
本涂料选用成膜助剂为戊醇酯(C12H24O3，)，是一种新型、高效、安全、符合环保要求的性能优良的成膜助剂，可改善涂料的耐擦洗性，减少涂膜的干燥时间，改善其贮存稳定性(见图5)。

由图5看出，无成膜助剂时，墙面的干燥时间为87 min，当加入成膜助剂时，在干燥墙面上成膜时间随着成膜助剂用量的增大而减少，到后来成膜时间趋于一个稳定值，最佳用量为3．3％0，干燥时间为74 min，而玻璃试片随用量增加干燥时间比墙面干燥的慢一些。另外加入成膜助剂耐擦洗性由原来350次上升到500次，大大改善了涂料的性能。

3．3 分散剂对涂料性能影响
分散剂用量对涂料性能的影响见图6和表2。

由表2和图6可知：六偏磷酸钠分散剂的最佳用量为3．83％₀左右时，涂料的状态较好，具有良好的施工性能。

3．4 增稠剂用量对涂料性能的影响
增稠剂用量对涂料性能的影响见表3和图7，由此可见，增稠剂用量增加时能明显提高涂料的贮存稳定性与涂刷性等综合性能。当用量为2．76％。时效果最好，过量时会出现返稠涂刷性差等缺陷。

4 性能测试
该产品委托江苏省镇江市产品质量监督检验所按GB18582—2001检验，所检项目合格，环保指标优于国标，检验结果如表4所列。

实测结果指标远小于限量值，是一种理想的新型环保涂料。其他性能按GB／T9756的质量标准进行检验均符合标准。