高性能外墙涂料研究开发进展

杨俊川

【摘要】本文主要围绕着高性能外墙涂料展开探讨，分析了高性能外墙涂料的使用情况，分析了高性能外墙涂料目前的研究和开发进展，以期可以为后续的研究奠定一定的基础。

【关键词】高性能外墙涂料；研究；开发

中图分类号：P755文献标识码： A

一、前言

随着科技的进步，外墙涂料的研究也在不断深入，目前，高性能外墙涂料的研究还不够全面，所以，有必要进一步的分析高性能外墙涂料的研究现状，并探讨其未来的发展方向。

二、一般外墙涂料的种类

外墙涂料的种类很多，可以分为强力抗酸碱外墙涂料、有机硅自洁抗水外墙涂料、钢化防水腻子粉、纯丙烯酸弹性外墙涂料、有机硅自洁弹性外墙涂料、高级丙烯酸外墙涂料、氟碳涂料、瓷砖专用底漆、瓷砖面漆、高耐候憎水面漆、环保外墙乳胶漆、丙烯酸油性面漆、外墙油霸、金属漆、内外墙多功能涂料等。

三、建筑涂料的概述及作用

1.建筑涂料的概述

建筑涂料与其他饰面材料相比具有重要轻、色彩鲜明、附着能力强、施工简单、维修方便、质感丰富及耐水、保色、耐污染、耐老化等特点。

目前建筑涂料生产量大，应用广的建筑材料之一，其品类繁多，色泽多样，所以选择正确合理的建筑涂料，是建筑装饰中重要的环节；主要表现一下几种形式。

（一）光面涂层无光泽涂层与有光泽涂层

（二）立体感或质感涂层砂粒状涂层、纹状涂层、拉毛状涂层、凸出图案涂层、山状涂层。

（三）复层点彩涂层多色彩平面涂层、多色彩凹凸涂层

（四）印花装饰花样印刷贴印涂层、纹印刷贴印涂层

2、建筑涂料的作用

（一）保护作用

建筑涂料通过印刷，滚涂或喷涂等施工方法后，涂饰在建筑物表面形成连续的膜层，有一定的硬度和韧性，具有耐磨、耐候、耐化学侵蚀及抗污染等功能，可提高建筑物使用寿命。

（二）装饰作用

（三）改善建筑物的特殊要求

（四）合理使用各种特殊涂料的性能，可能满足特殊建筑物的实际要求，达到多功能的目的。

四、高性能外墙涂料的主要品种

外墙涂料按其溶剂分类，可分为乳液型、水溶性和溶剂型外墙涂料。一般而言，乳液型外墙涂料中含有大量乳化剂，以及各种必需的成膜及其他助剂，这些材料必然影响涂膜的耐候性。同时，乳胶漆成膜后会遗留大量孔洞，导致粉尘存积，大大影响乳胶漆的耐沾污性，因而普通乳胶漆不适用于高层建筑，尤其是超高层建筑的外装饰。

水性外墙涂料技术先进、工艺清洁，具有低能耗、低排放、安全无毒的特点，是很好的环保产品。现在建筑涂料的水性化是全球范围内的发展趋势。目前，以醋酸乙烯系、丙烯酸系为基料的水性涂料研究较多，其耐沾污性、耐候性较好。应加大对新型的环氧乳液、水乳型聚氨酯外墙涂料的研究力度。对溶剂型外墙涂料，溶剂的选择非常重要，由于一般芳香烃溶剂毒性较大，所以不含或少含芳香烃溶剂的溶剂型外墙涂料是现在主要的发展方向。

1、脂肪族溶剂型丙烯酸树脂外墙涂料

脂肪族溶剂型丙烯酸树脂外墙涂料是以热塑性丙烯酸合成树脂为主要成膜物质，加入脂肪族溶剂及其他颜填料、助剂而制成的一种溶剂型外墙涂料。其耐候性能良好，无污染，耐沾污性试验白度损失率不大于10%，在长期光照、日晒和雨淋条件下，不变色、粉化或脱落，装饰效果良好，抗人工加速老化达3000h，使用寿命估计可达10a以上，是目前国内外建筑涂料工业主要外墙涂料品种之一。我国生产的该类外墙涂料在高层住宅建筑外墙和与装饰混凝土饰面配合应用，效果甚佳。

2、有机氟乙烯树脂高耐候性外墙涂料

有机氟乙烯树脂高耐候性外墙涂料的耐候性能优于其他类型的涂料，其优异的抗老化、耐沾污性将使其配制的外墙涂料耐久性保持10~15a，为超高层建筑和公共及市政建筑的防护提供可靠保证。此外，含氟丙烯酸树脂外墙涂料也已开始研究开发，是目前国际上最先进的树脂合成技术。

3、有机硅丙烯酸树脂外墙涂料

有机硅改性的丙烯酸树脂外墙涂料具有优良的耐候性（耐人工加速老化3000h以上）、耐沾污性（试验白度损失率不大于5%）、耐化学腐蚀性，同时不回黏、不吸尘，其综合性能已超过丙烯酸聚氨酯外墙涂料。潮湿固化有机硅)丙烯酸树脂涂料，其耐候性能不亚于氟树脂涂料，而售价仅为后者的1/3，它和有机硅改性醇酸树脂一样已被推荐为重防腐涂料系统中的户外耐候面漆。此外，由于其优异的耐候性和耐沾污性，它能广泛用于混凝土、钢结构、铝板、塑料等材料表面，有效保护建筑物。

4、水乳型聚氨酯外墙涂料

聚氨酯外墙涂料是增长最快的涂料品种之一，目前世界上开发较多的是水乳型聚氨酯外墙涂料。它不仅具有优异的耐候性，同时又具有水性涂料无污染的优点，是一种优良的环境友好型外墙涂料。

5、交联型高弹性乳胶漆

交联型高弹性乳胶涂料主要是由高弹性聚丙烯酸系列合成树脂乳液、颜料、填料和多种助剂组成，是我国新一代丙烯酸外墙乳胶涂料。它同时具备保护和装饰性能，既有外墙涂料良好的耐候性、耐沾污性、耐水性、耐碱性及耐洗刷性，又有优良的能遮盖细微裂缝的高弹性、抗+,-渗透性等保护墙体的功能。它主要用于旧房外墙渗漏维修，混凝土建筑表面的保护及房屋建筑外墙面的保护与装饰。

五、新科技在外墙装饰涂料中的应用

1、纳米涂料的研制及其前景

纳米Ti02自从20世纪80年代问世以来,以独特的光催化性能、紫外屏蔽和随角异色效应,受到越来越多的重视。目前,纳米Ti02作为新型功能材料,为绿色涂料的发展提供了良好的条件;纳米Ti02改性建筑涂料具有较高的耐洗刷性、抗菌性、自洁性和耐老化性能。

实验已证明,30nm~40nm的纳米Ti02微粒具有对各种波长光的吸收带有宽化和蓝移现象的特点,可作良好的紫外射线屏蔽、防老化材料。利用纳米Ti02这一特征,将其分散到涂料用树脂中去,可制成具有紫外吸收能力的耐老化涂料,对400nm波长以下的光均有极强的吸收能力,可有效提高涂料的力学性能和耐紫外老化性能。

由于纳米的小尺寸效应、量子效应和诱导效应使光吸收带蓝移,可使原来在紫外波段没有吸收能力的常规材料通过纳米化技术的改造,而产生宽频带强紫外线吸收力,这就为设计新型的紫外屏蔽、紫外光过滤、抗老化、防降解的材料提供了新的机遇,扩大了选择范围。

传统的紫外光吸收剂主要为有机物,但是有机紫外光吸收剂的寿命短且有毒,而纳米Ti02粒子是一种稳定而无毒的紫外光吸收剂,如将纳米Ti02加入到环氧树脂涂料中作为紫外线吸收剂,可防止物质分子链因紫外光长期照射而导致链的裂解,从而弥补其耐候性差的缺点,可显著提高其耐老化性能。

2、储能发光涂料的研制及其前景

外墙储能发光涂料属特种功能性涂料,可在夜间尽显整栋建筑物的外观造型,具有很好的装饰效果;若这种涂料能成功产业化并推广应用在城市各商业区,可以在增强城市夜景装饰的同时,大量减少泛光照明的数量,这样不仅节省了建筑的初投资,还节省了可观的电力。

发光涂料经可见光照射一段时间后,在黑暗中能持续发光12h以上,其原理非常复杂。简单地说就是发光涂料中含有发光材料,发光材料在可见光波长段(320nm~760nm)照射下,材料的原子吸收光能,其核外电子从低能层跳到离核较远的高能层,此时原子处于激发状态,物质在激发状态下是不稳定的,所以高能层的电子很快又会跳回到低能层上,把能量以光的形式释放出来,这部分光就是我们在黑暗处见到的涂料发射的光。

建筑外墙水性蓄能发光涂料的余辉辉度随光照度提高而增大,并与光照时间长短有关,通常达到饱和状态需20min以上,在光线十分强烈时,10min内即达到饱和。而在天黑之后,它的余辉辉度在4h以内较高,效果明显。然后随着时间的延续逐渐衰减,经检验该发光涂料的余辉时间可达14h。此外,对该涂料进行放射性检验,结果属于A类,证明该发光涂料可用于各种环境中。

六、结束语

综上所述，高性能外墙涂料是今后涂料发展的另一个趋势，因此，探讨高性能外墙涂料的研究情况非常有必要，这是提高外墙涂料科学性和有效性的必要工作。

【参考文献】

[1]王小彭,陈宏喜.环保型弹性建筑防水装饰涂料[J].新型建筑材料,2011,9.

[2]杜玉彩.装饰涂料的物化特性与人体健康[J].山东轻工业学院学报:自然科学版,2011,2.