水性高性能内墙釉面涂料的研制

2022-11-16唐植贤浙江博星化工涂料有限公司浙江台州317500

上海涂料 2022年5期

唐植贤（浙江博星化工涂料有限公司，浙江台州 317500）

0 引言

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对日常工作、生活的环境要求越来越高，健康、安全、功能化的内墙涂饰材料也越来越受到消费者的青睐。普通内墙乳胶漆是人们常用的内墙装饰材料，受原材料及生产工艺水平的影响，其配方中含有一定量的挥发性有机化合物（VOC）、游离甲醛等有毒有害物质，影响着周围环境及人们的身体健康，此外，涂层的强度、耐久性、抗菌防霉性、抗划伤性、抗污性、耐擦洗性及饰面效果等亦差强人意，对于一些像医院、学校、政府办公楼等对内墙涂饰效果要求比较高的场所，普通乳胶漆很难满足客户的需求。

本研究以有机-无机杂化水性羟基树脂、亲水改性聚异氰酸酯为主要成膜物质，以金红石型钛白粉、惰性粉剂等为颜填料，辅以增硬耐磨剂、蜡乳液、增稠剂、消泡剂、助溶剂等材料制备了一款水性高性能内墙釉面涂料，其由A、B两组分组成，施工时A、B组分按规定的比例混合搅拌均匀，施涂后，常温干燥即可。该内墙釉面涂层铅笔硬度可达3H，耐洗刷性可达25万次以上，抗污渍性I级，防霉性0级，抗菌性I级，该涂料使水性乳胶涂层实现了接近瓷砖的硬度、抗划伤性、防水性、抗涂鸦性及防霉抗菌性能，可减少病毒或细菌在室内的传播，适用于医院、学校、政府办公楼等对内墙涂饰效果要求比较高的场所的涂饰。

1 试验部分

1.1 原材料

有机-无机杂化水性羟基树脂（DMAE），美国陶氏；亲水改性多异氰酸酯，科思创；TEGO270润湿剂，迪高；BYK024消泡剂、BYK190分散剂，毕克化学；WT105A聚氨酯增稠剂，海明斯化工；金红石型钛白粉，上海中庸化工；沉淀硫酸钡，山东振华工业股份有限公司；AQUACER 537蜡乳液，上海凯茵化工；二丙二醇甲醚（DPM）、二丙二醇丁醚，和氏壁化工；成膜助剂（十二醇酯），伊士曼化学；BM-6防腐剂，上海鹏图新材料有限公司；纳米微乳防霉抗菌剂、增硬耐磨剂，路桥化工市场。

1.2 仪器设备

SDF400实验分散砂磨机，常州市腾蛟机械有限公司；LHS-150SC恒温恒湿箱，上海一恒科技有限公司；NDJ-1型旋转黏度计，上海昌吉地质仪器有限公司；QHQ-A便携式铅笔法硬度计，天津森日达实验仪器有限公司；附着力测定仪，上海玖纵精密仪器有限公司；耐盐雾试验机，众志检测仪器（东莞）有限公司；冷轧钢板，温岭五金市场；光泽计，广州标格达；漆膜冲击试验仪，苏州谦通仪器设备有限公司；JTX-建筑涂料耐洗刷仪，上海现代环境工程技术有限公司。

1.3 水性高性能内墙釉面涂料的制备

表1 水性高性能内墙釉面涂料的基本配方Table 1 Basic formula of waterborne glaze paint with high performance for interior wall

A组分的制备：将自来水、润湿剂、分散剂、防腐剂、消泡剂、金红石型钛白粉、沉淀硫酸钡、增硬耐磨剂依次投入搅拌缸中，中速（600～800 r/min）搅拌均匀，然后砂磨至细度≤20 μm，细度合格后依次加入537蜡乳液、有机-无机杂化水性羟基树脂、DMAE、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、纳米微乳抗菌剂，中速搅拌均匀后，加入WT105A增稠剂，调节黏度。测试合格后，过滤、包装。

B组分的制备：将Bayhydur XP 2655 固化剂加入到丙二醇甲醚醋酸酯中，搅拌成均匀透明的液体即可包装。

1.4 样板的制备及性能测试

1.4.1 样板的制备

制板时将A、B组分按比例混合均匀，静置熟化5～10 min（该水性高性能内墙釉面涂料的施工活化期为3 h），然后按照GB/T 1727—1992《漆膜一般制备法》制备涂膜，常温静置养护7 d。

1.4.2 性能测试

干燥时间：按GB/T 1728—1979（1989）《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》进行测试，其中表干时间按乙法测试，实干时间按甲法测试。

划格试验：按GB/T 9286—1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》的规定进行测试。

就现有文献来看，不仅黄庭坚本人没有整理过其词作，而且其亲友和后人也都没有参与，外甥洪炎编《内集》、表弟李彤编《外集》、从孙黄编《别集》都与词无涉。因此，词集的质量无法与处于正统地位的黄庭坚内集、外集、别集相提并论，此为造成后世黄庭坚词集版本淆乱、所收作品数量不一的主要原因。

涂层耐温变性：按JG/T 25—1999《建筑涂料涂层耐温变性试验方法》的规定进行测试。

耐水性：按GB/T 1733—1993《漆膜耐水性测定法》的规定进行测试。

耐冲击性：按GB/T 1732—1993《漆膜耐冲击测定法》的规定进行测试。

耐碱性：按GB/T 9265—2009《建筑涂料涂层耐碱性的测定》的规定进行测试。

耐磨性：按GB/T 1768—2006《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》的规定进行测试。

铅笔硬度：按GB/T 6739—2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》的规定进行测试。

耐洗刷性：按GB/T 9755—2014《合成树脂乳液外墙涂料》附录C进行测试。

耐污渍性、耐污渍持久性：按HG/T 4756—2014《内墙耐污渍乳胶涂料》的规定进行测试。

防霉性、抗菌性：按HG/T 3590—2007《抗菌涂料》的规定进行测试。

抗划伤性：用指甲划，目测现象。

2 结果与讨论

2.1 测试结果

涂膜性能测试结果见表2。

表2 涂膜性能测试结果Table 2 Film performance test results

2.2 分析讨论

2.2.1 有机-无机杂化水性羟基树脂与亲水改性聚异氰酸酯固化剂的配比对涂膜性能的影响

Bayhydur XP 2655交联剂是一种亲水改性聚异氰酸酯固化剂，其添加量的多少直接影响到涂膜的交联程度及各项性能，因此，亲水改性聚异氰酸酯固化剂与有机-无机杂化水性羟基树脂的物质的量之比[n（-NCO）∶n（-OH）] 的确定，对涂膜最终的性能至关重要，其结果如表3所示。从表3中可以看出，随着n（-NCO）∶n（-OH）比值的增大，涂层的铅笔硬度、抗划伤性能、耐污渍性能升高；冲击强度刚开始随之升高，当n（-NCO）∶n（-OH）= 1.5∶1时达到最大值，然后又随之下降；划格试验在n（-NCO）∶n（-OH）=1.3∶1时达到最佳，随后变差；防霉性和抗菌性基本无变化。这是因为当n（-NCO）∶n（-OH）的比值较低时，漆料中的-NCO官能团不够，不能完全与-OH交联，涂层的交联密度不够，强度低，其铅笔硬度、抗划伤性、耐污渍性等性能不佳；-NCO官能团的量越多，涂层交联程度越高，涂层越致密，其铅笔硬度、抗划伤性、耐污渍性就越好，但当-NCO官能团的量大到一定值时，由于过度交联，强度过高，漆膜变脆，冲击强度和划格试验结果反而变差。

表3 n（—NCO）/n（—OH）比值对涂层性能的影响Table 3 Effect of n（-NCO）/n（-OH）ratio on coating properties

2.2.2 纳米微乳防霉抗菌剂用量对涂层防霉抗菌性能的影响

纳米微乳防霉抗菌剂用量对涂层防霉抗菌性能的影响见表4。

表4 纳米微乳防霉抗菌剂用量对涂层防霉抗菌性能的影响Table 4 Effect of the dosage of nano microemulsion antimildew and antibacterial agent on the ant mildew and antibacterial properties of the coating

从表4中可以看出，随着防霉抗菌剂用量的增加，涂层的防霉抗菌性能变好，当其添加量为配方总量的2.0 %（质量分数）时，涂层的防霉性能为0级，抗细菌率≤99.9 %，考虑到经济因素，防霉抗菌剂的添加量在1.5 %～2.0 %为宜。

2.2.3 蜡乳液用量对涂层性能的影响

固定n（-NCO）∶n（-OH）=0.8，考察了蜡乳液用量对涂层性能的影响，结果见表5。