江苏地区冬末春初季节施工用真石漆的制备

郭双华

（扬州工业职业技术学院，江苏扬州 225127）

江苏地区冬末春初季节施工用真石漆的制备

郭双华

（扬州工业职业技术学院，江苏扬州 225127）

选用硅丙乳液为真石漆基料，以彩砂为填料，苯甲醇、乙二醇单丁醚、Texanol为成膜助剂，添加增稠剂、杀菌剂、pH调节剂等配制成适用于冬末春初季节施工用真石漆，经测试其性能符合JG/T 24—2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》标准要求。

真石漆；硅丙乳液；硅溶胶；施工

真石漆具有仿大理石、花岗岩等天然石材的特点，可根据设计要求制备出各种立体形状的花纹结构，可在水泥砖墙、泡沫、石膏、铝板、玻璃等多种基面上根据建筑物的造型涂装，是建筑外墙涂饰装修中主导的涂层材料之一，逐渐取代外墙干挂石材。但真石漆在冬末春初施工易出现漆膜开裂、发软、耐水性差等问题，本文选择合适的真石漆乳液、成膜助剂、增稠剂等配制适用于江苏地区冬末春初季节施工的真石漆。

1　实验

1.1主要原材料

普通苯丙乳液RS-998A、真石漆专用苯丙乳液RS-991H、硅丙乳液8666：巴德富实业有限公司；人造彩砂（10～120目）：灵寿县石峰矿业加工厂；增稠剂：美国罗门哈斯公司；成膜助剂：Texanol醇酯，伊士曼化学公司；硅溶胶：浙江宇达化工有限公司。

1.2主要仪器设备

电子天平：JD300-3型，河南兄弟仪器设备有限公司；电热鼓风干燥箱：101-1B型，天津泰斯特仪器有限公司；实验分散砂磨两用机：莱州市坤龙化工机械厂；分析天平：上海四科仪器设备有限公司；高低温湿热试验箱：无锡市卓诚试验设备有限公司。

1.3试样制备

真石漆小样颜色调制好后进行样板的制作，制作样板时选用质地密实、含碱量少、不易变形的尺寸为150 mm×70 mm× 5 mm的石棉水泥板作基材。将基材表面的泥屑、油污等杂物清洗干净，并将石棉水泥板用水性腻子填补平整，按标准候喷涂底漆、真石漆中间层、面漆。样板放在模拟江苏地区冬末春初的气候（0～5℃，湿度85%）养护7 d，然后进行相关性能测试。

1.4真石漆的实验配方

试验中真石漆的底漆和罩面漆的配方均保持不变，仅对真石漆中间层进行调整。

1.4.1底漆配方（见表1）

表1　底漆配方

1.4.2真石漆中间层配方（见表2）

表2　真石漆中间层的试验配方

1.4.3罩面漆配方（见表3）

表3　罩面漆的配方

1.5真石漆的制备工艺流程（见图1）

图1　真石漆的制备工艺流程

2　乳液的选择

2.1乳液的类型

乳液是真石漆的主要成分，对涂料性能的影响最大。真石漆漆膜发白的主要原因：一是聚合物与填料之间存在较大的界面，水容易进入其中；二是乳液中的乳化剂具有亲水性而易于吸水。涂料成膜过程中，进入空隙中的水蒸发后，如果不能复原，而留有一个个的空隙，就会造成漆膜发白、发花。因此选择合适的乳液，使乳液和填料之间有良好的粘结强度、致密性，减少水的进入是关键，即提高漆膜的初期耐水白性能。目前制备乳胶漆的乳液主要有纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液3大类。其中硅丙乳液的耐候性、耐黄变性能最好，但价格较高；纯丙乳液的耐黄变性能好，但价格较苯丙乳液高。从性价比及综合性能考虑，本文采用普通苯丙乳液RS-998A、真石漆专用苯丙乳液RS-991H、硅丙乳液8666等3种乳液配漆制板进行试验。

2.1.1真石漆的耐水白性能

选用不同乳液，按表2配方制备真石漆中间层（下同），喷涂，制成试板，在0～5℃，相对湿度85%下养护7 d后，浸水48 h，观察湿态时漆膜的发白情况。试验结果为：用普通苯丙乳液RS-998A制成的真石漆的漆膜发白严重，用真石漆专用苯丙乳液RS-991H制成的真石漆漆膜略有发白，用硅丙乳液8666制成的真石漆漆膜几乎无发白现象。

硅丙乳液8666制成的真石漆耐水白性能最好，硅丙乳液8666是在合成乳液时加入反应型硅烷单体，使—Si—O—植入聚合物乳液中，其成膜后引入的—Si—O—键使漆膜的耐水白、耐水性和附着力及粘结强度有明显的提高，由于硅的存在，提高了漆膜的憎水性，吸水率下降，使漆膜具有优异的性能。

2.1.2真石漆的耐黄变性能

分别用3种不同乳液按实验配方配制真石漆，喷涂制成标准板，在0～5℃，相对湿度85%下养护7 d后。在紫外线老化箱[500 W直行高压汞灯照射，灯管与样板距离48 cm，老化箱内空间温度为（45±2）℃]照射500 h后，观察耐黄变性能。结果表明：用普通苯丙乳液RS-998A制成的真石漆漆膜严重泛黄、用真石漆专用苯丙乳液RS-991H制成的真石漆漆膜轻微变黄、用硅丙乳液8666制成的真石漆漆膜基本不变黄。其原因是硅丙乳液8666引入了Si—O键，改善了该乳液的抗黄变性，但乳液成膜后仍然含有苯环，所以仍有一定的黄变，硅丙乳液适宜制备深色真石漆，不适宜做灰色、纯白色真石漆。

2.2乳液粒径对真石漆性能的影响

涂料用乳液主要由聚合物粒子、水、乳化剂等组成，江苏地区冬末春初的周围环境湿度大，提高漆膜的致密性会减少水分进入真石漆内部，乳液的粒径越小，对乳液和颜料的结合、漆膜的光泽、漆膜的遮盖力及漆膜的成膜性有利；但粒子过细，配制的真石漆在施工时阻力大，容易造成滞刷；粒径越大，对漆膜的流动性、颜色稳定性、着色性、丰满度越有利，但耐水性会越差，综合考虑，一般选择粒径在0.1～0.6 μm，外观乳白略带蓝相的乳液。

由此试验得出，江苏地区冬末春初施工用真石漆的配制宜选用粒径在0.1～0.6 μm，外观乳白略带蓝相的硅丙乳液。

3　助剂的选择

3.1成膜助剂对真石漆漆膜性能的影响

冬末春初施工真石漆时，涂料成膜速率是影响涂膜性能的主要因素，成膜助剂是一种易挥发的暂时性增塑剂，能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，能在环境温度低于乳液成膜温度时改善乳液的成膜机理，促进成膜，成膜后成膜助剂挥发。成膜助剂在乳液成膜过程中提供足够的自由体积，经历水分挥发、乳胶粒变形和乳胶分子链段扩散缠绕3个阶段而融合成连续膜[1]。硅丙乳液的最低成膜温度为23℃，用其制成真石漆的成膜温度会更高一些，为了使真石漆在低温时成膜，必须将真石漆的最低成膜温度降低。由成膜助剂与乳液的相容性、不同用量的成膜助剂所达到的最低成膜温度[1]、成膜助剂的性能参数等指标，确定Texanol酯醇为主要的成膜助剂。Texanol酯醇能迅速降低涂料的成膜温度，使涂料在低温下成膜，但由于成膜速度过快会引起的发花、开裂。而醇醚类成膜助剂能够控制乳胶漆的干燥速率，一般通过加入沸点相对较低、挥发速率相对较快的乙二醇单丁醚调节涂料中水分的蒸发速度，使涂膜边缘的湿重叠不会崩裂，当水分从乳胶漆膜中蒸发时，还能促进各组分之间的互溶，从而改善真石漆的耐水白性能。真石漆漆膜中水分挥发速度减慢，甚至不挥发，但成膜助剂仍然在挥发，这时容易导致真石漆漆膜不能成膜。根据相似相容原理，为提高乳液和成膜助剂的相容性，加入苯甲醇进行复配。冬末春初的真石漆，其成膜助剂的添加量要比夏季多，添加足够量的成膜助剂，能避免漆膜开裂。通过大量的试验得出，硅丙乳液制成的真石漆，在0～5℃，湿度85%下养护7 d后，取出样板立即在水流下冲30 min，观察发白情况，结果如图2所示。单独使用乙二醇单丁醚使漆膜易开裂，单独使用Texanol酯醇易发花，而Texanol酯醇、乙二醇单丁醚、苯甲醇复配时效果较好，使用三者复配的成膜助剂，在0～5℃、相对湿度85%下能够有效地控制真石漆中水分及其它助剂的挥发速率几乎相同，从而使漆膜性能优良。

图2　成膜助剂对真石漆的影响

3.2增稠剂对真石漆漆膜性能的影响

真石漆中彩砂含量高、密度大、极易沉淀，需加入增稠剂增大其黏度，改善触变性、施工性，延长贮存期。真石漆常用的增稠剂有纤维素、碱溶性增稠剂、缔合型增稠剂。纤维素增稠剂使用方便，增稠效果好，添加量越多对基材的附着性越好，但会使涂膜干燥时间延长，涂膜在很长时间内发软，不易干燥，而且纤维素增稠剂易腐败变质，其亲水性影响乳液的耐水性，常使乳液的耐水白性变差，对0～5℃，相对湿度85%下真石漆成膜不利。疏水改性碱溶性增稠剂与纤维素比较，耐霉变性好，它对水相和乳液均能增稠，耐水性有所改善。聚氨酯缔合型增稠剂只对乳液增稠，在缔合型增稠剂分子中含有至少2个憎水基团，不但互相缔合，还与乳液中的乳化剂缔合，在水中形成三维网状结构，起到增稠效果，耐霉变性和耐水性都非常好[2]。将Texanol、乙二醇单丁醚、苯甲醇复配成膜助剂添加到硅丙乳液、彩砂等配制的真石漆中，添加不同的增稠剂，测试漆膜的性能。结果表明，添加羟乙基纤维素的真石漆漆膜发白严重，添加碱溶性增稠剂的真石漆漆膜略泛白，添加碱溶性增稠剂和聚氨酯缔合型增稠剂的漆膜性能良好，无泛白现象。在保证不影响涂料的耐水白性、原料成本的基础上，减少保水性好的增稠剂，选择触变性强的疏水改性碱溶性增稠剂和聚氨酯缔合型增稠剂复配对真石漆性能较有利。

3.3硅溶胶对真石漆漆膜性能的影响

硅溶液在失去水分时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，胶粒间通过脱羟基形成硅氧键，Si—OH含量逐渐降低，单体硅酸逐渐聚合成高聚硅胶，随水分的蒸发，胶体分子增大，最后形成—SiO—O—SiO—涂膜。硅溶胶细微的颗粒，对基层有较强的渗透力，能通过毛细管渗透到基层内部，并能与混凝土基层中的氢氧化钙反应生成硅酸钙，使涂料具有较强的粘结力。硅溶胶干燥析胶后易形成网状结构，涂膜坚硬、附着力强、耐水耐候性好，而且涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附，提高真石漆的耐沾污性。硅溶胶成膜后其耐水性、耐热性能明显优于有机涂料。用硅丙乳液、Texanol、乙二醇单丁醚、苯甲醇复配成膜助剂、彩砂、碱溶性增稠剂和聚氨酯缔合型增稠剂等真石漆，对添加和未添加硅溶胶的真石漆进行性能测试，发现未添加硅溶胶的真石漆漆膜发花，而添加了硅溶胶的真石漆漆膜性能良好，无发花现象。这是由于配方中的硅溶胶能与硅丙乳液互溶，两者的特性相互补充，可以配制出性能优良的真石漆，对耐水白、漆膜发白现象有改善（见图3）。

图3　硅溶胶对真石漆性能的影响

4　真石漆配方确定及性能测试

4.1真石漆配方的确定通过试验，确定真石漆中间层的优选配方如表4所示。

表4　真石漆中间层的优选配方

4.2真石漆性能测试

真石漆的底漆按表1、中间层按表4、罩面漆按表3分别配制，按真石漆的施工工艺喷涂后在0～5℃、相对湿度85%下养护7 d后进行性能测试，各项性能均符合JG/T 24—2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》标准要求，测试结果见表5。

表5　按优选配方所制真石漆的性能测试结果

5　结语

（1）采用硅丙乳液8666为基料制备真石漆，可解决冬末春初真石漆泛白不能恢复的问题，为改善成膜性能选用0.1～0.6 μm、外观乳白带蓝相的乳液。该硅丙的耐水白性，因乳液中含有苯环，不适宜做灰色、浅色真石漆。

（2）在冬末春初的条件下，真石漆漆膜中水分挥发速度减慢甚至不挥发，容易导致真石漆漆膜不能成膜或漆膜发软，通过采用醇酯、乙二醇单丁醚、苯甲醇三者复配来降低涂料的最低成膜温度，达到提高漆膜干燥速度和成膜性的目的，避免真石漆出现泛白、发花的问题。配方中减少保水性助剂的添加量，而添加硅溶胶，提高真石漆膜的硬度、附着力、耐水和耐候性等，避免漆膜开裂、发软、耐水性差等问题。

[1]林宣益.成膜助剂的助成膜机理、性能和发展趋势[J].化学建材，2004（4）：14-15.

[2]朱文利.涂抹真石漆的研制[J].涂料工业，2005（11）：17-19.

Preparation of stone-like coating for construction in late winter and early spring season in Jiangsu area

GUO Shuanghua
（Yangzhou Polytechnic Institute，Yangzhou 225127，China）

In this article，in order to prepare stone-like coating selected silicone acrylate emulsion as base stock，color sand as filler，benzyl alcohol，ethylene glycol butyl ether and Texanol as coalescing agents，add thickening agent and bactericidal agent，pH regulator and formulated to be applicable for late winter early spring season construction.Test results show its performance can reach the national standard JG/T 24—2000"Sand textured building coating based on synthetic resin emulsion".

stone-like coating，silicone acrylic emulsion，silica sol，construction

TU56+1.62

A

1001-702X（2016）10-0021-04

2015-04-01；

2015-05-12

郭双华，女，1983年生，山东单县人，硕士，讲师，研究方向：精细化工。