0 引 言
自20世纪80年代初期, 我国内墙涂料得到迅猛发展, 涌现出多家建筑涂料生产企业, 涂料销售收入达到100 多亿元。由于建筑行业门槛较低, 大多属配方配制型产品, 国外厂家又纷纷进驻, 有些带来半成品甚至配方, 竭力推销, 追求短期效益, 致使市场竞争十分激烈, 大打价格战。因此, 为维护市场秩序, 引导人们理性消费, 避免恶性竞争, 确保环境友好, 开发既具有优异的产品综合性能, 又能更无害、更环保的内墙涂料产品已成为国内各建筑涂料制造企业的主要课题。国家于2001年发布了室内装饰装修材料有害物质限量强制性标准GB18582- 2001, 并于2002年初强制执行, 环境标志产品( 十环标志)将产品的环保要求更提高了一大步。本公司早在1982年就与中化建常州涂料化工研究院( 原化工部涂料研究所)联合研制开发内外墙用乳液、助剂、涂料,是中国早生产、销售内外墙乳胶漆的企业, 也是华东地区大的乳胶漆专业生产企业之一, 内墙涂料在常武地区的市场占有率达60%以上。为适应不断发展的市场需求, 近些年来,陆续开发生产了具有自主知识产权的苯丙内外墙涂料、纯丙内外墙涂料、外墙弹性涂料、内墙丝面涂料、哑光涂料、弹性防水涂料等新产品。符合国家强制性标准和/ 十环0要求, 抗菌性能好, 又能不断释放空气负离子, 使居室内有在森林里的感觉, 一兼多能的“空气清新涂料"于2005年投入生产, 在苏、浙、赣、皖等市场反响良好。
1 试验部分
1.1 原料及配方
原料配方如表1所示。
1.2 生产工艺
1.2.1 乳液合成
工艺流程见图1。
1.2.2 乳胶漆生产
乳胶漆生产工艺如图2。
1.3 产品性能
乳胶漆的性能指标如表2所示。
2 结果与讨论
2.1 纯丙乳液的制备
纯丙乳液由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸及功能性丙烯酸单体共聚而成, 为提高耐水、耐擦洗性和附着力, 从以下几方面考虑。
( 1)聚合工艺的选择: 常有单体滴加法、种子聚合法、预乳化法。我们送择了预乳化法, 后期反应快, 转化率可达99%以上。
( 2)单体配比的确定: 选择适当玻璃化温度的丙烯酸单体, 引入功能性单体, 对涂膜的耐沾污性、附着力、耐洗刷性能影响很大。
( 3)乳化剂用量及品种对乳液粒径的影响: 乳化剂的胶束数量、形态、聚集数与乳液聚合中的聚合速度、聚合稳定性以及乳液粒径分布等密切相关, 乳化剂的用量又是影响乳液膜耐水性的主要因素。
( 4)功能性交联剂的影响: 选择加入合适量的有机硅交联剂, 对涂膜强度影响很大, 随着用量的增加, 膜片强度会越来越高, 耐沾污性增强, 但同时也会引起体系稳定性差、凝聚物增多, 因此用量多少会导致各种不同的结果。
( 5)聚合反应温度、引发剂品种及用量在乳液合成中也是个重要的课题。
2.2 抗菌助剂的选择
据统计, 全世界每年因细菌传染导致的死亡人数为2 000万人, 保护环境清洁、无污染是防止细菌、病毒等大量繁殖, 阻止其对人类感染切实可行的途径, 使用抗菌材料是实行环境清洁、无污染的为简单有效的方法。本课题所选用的银离子杀菌剂具有良好的稳定性、耐热性、抗冲刷性、低毒性、不挥发性及不影响材料的基本性能, 它以分散液的形式加入到成品涂料中, 它的杀菌效果与本身药效有关外, 还与用量、分散程度、颗粒大小密切相关。
2.3 成膜助剂及颜填料的选择
成膜助剂是涂料中VOC的主要来源之一, 由于乳液的成膜温度较高, 要达到良好的成膜效果, 需要加入一定量的成膜助剂, 为降低VOC 含量, 甚至消除由成膜物质带来的有机挥发物, 选择了美国伊士曼特种助剂, 其沸点达到250ºc 以上,有很高的助黏性, 低水溶性和高闪点, 根据近通过的欧委会法规, 其被作为欧盟200T /10的环保助黏剂, 被欧委会列入非VOC 材料。在选择颜填料时, 本项目不使用含铅、汞、铬、镉等离子的材料, 防止这些颜填料危害人体、污染环境。
2.4 负离子素的使用及机理
2.4 负离子素的使用及机理
空气清新涂料中释放负离子的成分为负离子素, 该晶体结构属三方晶系, 晶体两端形成正极和负极, 在无外加电场情况下, 两端正负极不消失, 故又称"永久电极", 即负离子素晶体是一种永久的带电体, 当空气中的水分子进入负离子素电场空间中立即被永久电极电离, 产生氢氧根离子和氢离子, 氢离子迅速向永久电极的负极移动, 吸收一个电子, 变成氢气逸散到空气中, 而氢氧根离子根与另外的水分子形成H3O2- 负离子, 在有湿度的情况下, 该变化会不断发生。室内空气中大多数异味、细菌、烟雾等带正电, 因此释放出的负离子可以对其中和, 直至无电荷后沉降, 负离子涂料添加剂每个晶体颗粒周围形成一个电场, 并具有微电流, 细菌、有机物在电场电流的作用下进行分解, 然后与负离子反应掉, 所以负离子涂料添加剂除异味和有害物质是由于负离子包覆沉降、负离子中和、电场电流分解及一些化学反应的综合结果。抑菌抗菌, 细菌大多数带正电荷, 在空气中被H3O2- 中和或包覆, 使其失去增生和繁殖的条件; 细菌在电场中受电场作用及电场所形成的微电流作用, 被杀死或抑制其分裂增生。内墙空气清新涂料对室内空气质量的改善有明显效果,在涂刷空气清新涂料的室内, 负离子浓度可增加500 ~ 1 200个/ cm3, 依据温度、湿度不同负离子浓度有一定变化, 能极大缩短装修后的入住时间, 抗菌抑菌率高于95%。涂料可广泛应用于家庭室内、公共场所、医院, 根除室内空气污染, 使用后仿佛置身于公园或郊外田野, 甚至有在森林中的感觉。
2.5 施工
( a) 空气清新涂料属功能性高档产品, 技术含量高, 但施工较简单, 可喷涂、辊涂、刷涂。
( b) 黏度较大, 刷涂、辊涂、喷涂时应适量加水稀释, 加水量应按适宜施工为止。
3 结 语
空气清新涂料选用国内外优质原料, 集纯丙烯酸内墙涂料的耐水、耐擦洗、耐候性好、附着力优异等产品综合性能与长期释放抗菌成分及永久释放负离子, 使室内空气负离子浓度提高至500~ 1 000个/ cm3以上等各类性能于一体, 产品具有粘结力强, 手感流平好, 遮盖力好, 涂刷面积大等特点。产品性能达到国家强制性标准GB18582- 2001、国家推荐标准GB /T9756及产品抗菌、释放负离子企业标准。采用先进工艺, 产品质量稳定,属于当今流行的功能高档装饰材料, 市场前景广阔。
