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抗碱底漆及其阻碱效应,分析了影响建筑物外墙涂膜耐久性的各种因素
2019年07月08日    阅读量:7286    新闻来源:中国牛涂网-涂料,化工,机械,建材,行业资讯门户网站  |  投稿

0 引言

      建筑物外墙的基材多为水泥砂浆或混凝土表面,其特点为多孔隙、碱性强。其中多孔结构使其吸水性强, 致使装饰涂层表面不够光滑, 容易引起涂膜起皱, 并可能导致涂膜干燥过快而引起面漆开裂; 碱性强会导致涂料中树脂的化学降解, 加速涂膜老化进程, 减少涂层的使用年限, 同时致使颜料颗粒裸露, 失去树脂的保护导致褪色。基于基材的这种特点, 要求其必须使用抗碱底漆, 有效地阻止碱、盐分的析出, 并为面漆提供一个坚固的附着基底, 才能保持装饰涂层的靓丽持久涂料在线coatingol.com


由于乳胶涂料成膜的特殊性, 成膜后形成类似人皮肤的多孔涂层. 基材内的水蒸汽可缓慢透出。当它用于一些未完全干透的水泥墙体时, 墙体缓慢干燥过程中, 水泥内的碱分及可溶性盐会以水溶液形式从水泥毛细管中透过涂层渗出,遇到空气中的C 0 2 生成难溶的碳酸盐, 这种白色物质极难完全除去, 它不但会引起涂层变色发花、剥落等问题, 而且部分白色物还能被雨水冲刷向下流挂形成泪痕, 严重影响涂膜的装饰和保护性能。


抗碱底漆的作用就是封闭基材中的盐、碱性物质向上迁移, 以减少对面漆的侵蚀, 增大面漆的附着力, 并且还可阻止面漆过多渗透到基材内部, 减少面漆的用量。有的抗碱底漆还有增加面漆遮盖力的作用, 减少面漆的使用量。在外墙涂料施工中, 抗碱底漆是必不可少的配套涂料。


1 影响涂膜耐久性的因素

      影响涂膜耐久性的主要原因之一是来自涂膜背后的潮气, 外界的水也可以通过各种途径进入涂膜。水长期与涂膜接触( 如连续降雨) 过程中, 潮气可以通过涂膜毛细孔透人基材i 水也可以通过涂膜的细微裂缝渗入基材。在干燥期间,砖石底材中有害的水溶性盐和碱会随水分的蒸发积聚在涂层/底材界面, 积聚的盐、碱分像三明治加夹心一样引起涂膜丧失附着力, 导致涂膜剥落。


随涂膜背后的干、湿循环, 水溶性盐会引起涂膜鼓泡损伤涂膜。如果涂层内基料的耐皂性不好, 碱也会分解涂膜, 导致涂膜粉化。涂层的损伤也可能对底材产生影响, 失去保护的底材受到盐、碱的侵蚀, 导致基材表层疏松。涂膜的附着力与底材表面条件密切相关, 底材的疏松粒子不能给涂膜提供足够的支撑, 导致产生涂膜不平衡负载, 其次又引起附着力降低或损伤涂膜。不同强度和极性的底材吸水性不同, 可能引起涂膜的不均匀干燥, 这也可能导致在涂膜干燥时损伤涂膜。


2 阻碱效应

2 . 1 抗碱底漆的作用

      外墙抗碱底漆有两方面作用: ( 1 )阻隔基材中盐、碱分向面涂层的迁移; ( 2 ) 打好面漆的基础, 增强面漆的附着力。抗碱底漆的封闭作用可通过两种途径来实现: 第一, 通过对底材的渗透并与底材内部的基团发生化学键作用, 从而增强涂膜与底材的附着力和抗碱能力, 封闭砂浆毛细孔, 阻止碱和盐的析出; 第二,在基材表面形成致密的涂膜来阻止碱和盐向面层迁移。这就要求抗碱底漆的电解质稳定性好, 乳液粒径小, 渗透性强, 对基层的附着力强, 表面张力低, 耐碱性优异。

2 . 2 常用抗碱底漆

( 1 ) 阴离子型丙烯酸抗碱底漆

选用小粒径、纳米级丙烯酸乳液制得的抗碱底漆, 渗透性强, 封闭效果好。许多乳液生产商研制了专用于抗碱的小粒径乳液, 如罗地亚公司的纯丙乳液, 外观为水白色液体, 主要用于透明抗碱底漆; 联碳公司的苯丙乳液S-5 3 , 可加入颜填料制成有遮盖力的抗碱底漆, 都具有良好的抗碱效果。

( 2 ) 阳离子型抗碱底漆

具有代表性的乳液为自交联阳离子硅丙乳液, 如国民淀粉的K D 一2 6 、江阴国联的G H 2 0 1 8 等, 在室温下无须添加其它助剂就可以发生交联。适用于多孔无机材料的抗碱封闭底漆, 用来取代传统的溶剂型底漆。与传统的溶剂型底漆或者水溶性乳胶底漆相比,该类底漆具有如下特征:

自交联: 当聚合物中的水分蒸发之后, 即开始自交联反应, 热、碱性物质均可促进交联反应。

优良的附着力: 优越的底材渗透性, 与底材、面漆附着良好。

防水性: 在干燥过程中, 交联漆膜具有极好的防水性和耐水性。

阳离子特性: 在碱性条件下交联, 抗碱性、抗盐析性能极好。

( 3 ) 水性环氧封闭底漆

从成膜机理上讲, 水性环氧涂料是多相体系的成膜固化, 既不同于丙烯酸乳胶涂料成膜, 也不同于溶剂型涂料的均相成膜固化, 这种成膜固化远比乳胶漆成膜密实得多, 且环氧基还能与碱反应形成硅酸盐, 有效地阻止盐和碱的迁移。另外, 水性环氧树脂中含有一O H , 可以在底漆中形成氢键从而增加封闭性和附着力。该类底漆可在潮湿环境中施工和固化, 透气性好, 即使对潮湿的基材表面同样有良好的附着性。典型产品有海川化工公司的水性环氧树脂w A T E R P O X Y 1 4 5 5 等。

( 4 ) 硅溶胶一乳液复配抗碱底漆

硅溶胶具有非常小的粒径( 5 ~ 8 n m ), 渗透性特别强, 脱水析胶时氧化硅具有较高的活性, 能与基材内的无机盐、金属氧化物生成新的硅酸盐无机高分子化合物, 有效降低基材中可溶盐的浓度和碱性, 提高漆膜的封闭性能。由于硅溶胶的渗透性特别强, 形成不连续涂膜, 形成的S i 一0 键刚性较强, 单独使用易存在裂纹、内部微孔等缺陷。硅溶胶与高分子乳液复配,有机高分子成膜物均匀地分布在S i — O 无机涂膜空隙中, 则可屏蔽无机涂层中残存的亲水基团, 也可增加涂膜的柔韧性和耐冲击性?。据报道, 对硅溶胶进行改性, 钝化胶粒表面一定比例的羟基, 使硅溶胶保持原有胶粘性的同时, 又不至于因为失水过多体积收缩过大而使漆膜碎裂, 可单独使用改性后的硅溶胶配制抗碱底漆“ 。

( 5 ) 渗透型有机硅底漆

渗透型有机硅底漆可以渗透到底材的内部, 形成约5 m m 的斥水区域。有机硅底漆只是在底材的毛细孔壁上形成一层极薄的硅树脂网络, 并未堵塞毛细孔 , 既大大降低了涂膜的吸水性, 也可使底材中的水蒸汽很快地散发出去, 同时又阻止了碱、盐分向表面的迁移, 为面涂层提供了坚固的基底 。

( 6 ) 溶剂型抗碱封闭底漆

溶剂型树脂粒径( < 0 . 0 1 um )比乳液树脂小得多,而且由于溶剂型树脂在溶剂中完全溶解, 因此它能完全渗人到水泥的毛细管中, 干燥后形成的涂膜非常致密, 封闭性很高, 但如果基材含水率较大, 由于完全阻挡了水分的挥发则可能造成漆膜鼓泡。因此要求阻隔碱和盐分的同时, 底漆必须具备透气性, 以便墙体的水分可以释出, 避免出现鼓泡现象¨ 。选用P l i o l i t eS S E 与P l i o l i t e A C S G 树脂混拼, 加人颜填料制成高P V C 实色底漆, 则可达到封水、抗碱、透水蒸汽功能,具有优异的抗碱功效。


3 结语

通过实验室模拟耐盐碱和室外现场涂刷不同底漆一年后, 观察面漆涂层粉化、褪色、开裂、剥落等情况,筛选出文中所列的几种效果较好的底漆, 水性环氧底漆和改性丙烯酸底漆的抗碱性、保色性尤为突出。水性环氧封闭底漆和溶剂型抗碱封闭底漆因其很好的渗透性, 可同时加固疏松的基材及旧涂层, 特别推荐用于老墙面翻新工程中。


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