氟碳丙烯酸合成树脂乳液在外墙涂料中的应用

   日期:2021-12-20     浏览:172    
核心提示:1 前言建筑涂料一般除用来保护建筑物外表面, 抵抗湿气、水分、紫外线等气候侵袭外, 还赋予建筑物的视觉美观, 呈现色彩的多样化。
1 前言
建筑涂料一般除用来保护建筑物外表面, 抵抗湿气、水分、紫外线等气候侵袭外, 还赋予建筑物的视觉美观, 呈现色彩的多样化。其中所用树脂从早期醇酸树脂及现通用的醋丙、醋叔、苯丙、纯丙乳液, 以至高级的氟碳树脂乳液。因环保的需求, 从溶剂型逐渐向水性化发展, 在整个市场均各有其需求及用途。一般外墙建筑涂料除耐水、耐碱及色彩的要求外, 还要求耐候及抗污。早期因抗污要求而常用油性漆, 又因耐候性要求( 尤其较高层建筑物) 以油性氟碳树脂为主, 利用氟碳树脂的低表面能、高键结力的结构特性来抵抗紫外线侵袭。唯因单价高、施工不易( 如PVDF) 、双组分使用期的限制( 如CTFE/ 乙烯酯共聚物) , 再限制其使用范围。尤其近年来环保因素的要求, 如何获得耐水、耐碱等基本性质外, 还兼具耐候、抗污特性, 且单价适中的水性外墙用树脂, 为本产品之设计目标。
 
2 设计构想
经多年研发, 利用氟单体与丙烯酸单体经特殊共聚方法, 形成分子链互穿结构( IPN ) 具有:
( 1) 原丙烯酸树脂之密着性、耐水、耐碱及颜色鲜艳等特性; ( 2) 原氟碳树脂的低表面能、高键结能所表现出的化学安定性, 因此树脂具有如下性质以提高耐候、抗污特性: ¹ 因两种不同结构分子互穿, 成膜过程中导致表面轻微分层, 形成表面有细微粗糙化的突出结构; 降低外来物质( 例如空气灰尘) 与涂膜表面的接触面积, 使其表面水接触角提高和表面能降低, 外来物质不易附着或易擦拭, 如图1 所示。2% 炭黑水溶液, 常温涂抹后放置4h 再以清水冲洗如图2 所示。氟碳丙烯酸乳液透明膜表面的接触角与表面能如表1 所示。º 利用分子互穿结构, 使氟碳分子吸收部分紫外线能量, 延长树脂耐候时限。如图3 白漆QUV 图。


3 实验测试
以上述方法合成不同氟含量的乳液, 与市售丙烯酸乳液分别配22% PVC、40% PVC 白漆。除一般物化性质测试外, 应特别着重其耐候、抗污性的比较, 其配漆参考配方如表2、表3 所示。颜料的分散在1000r/ min 下搅拌4h, 过滤。


根据图1 原子显微镜观察, 氟碳丙烯酸乳液透明膜表面布满细微突出物, 导致外来物质( 如污染物) 与其接触时, 接触面积会减小而易被外力去除( 如重力、风力、雨水等) 。此等现象可从表1 中的接触角、表面能看出。若实际配漆, 以炭黑为污染源做测试, 由图2 中不同PVC 白漆作比较, 亦可明显看出其抗污效果。另外, 抗紫外线能力, 亦可从图3 QU V 图中曲线看出, 初期光泽保存率与一般纯丙烯酸树脂均成下降趋势, 但因结构与组成的特有因素, 使得氟碳丙烯酸树脂会趋于平稳状态,不像纯丙烯酸树脂随时间的延长而持续下降。

4 结论
抗沾污性涂层( 室内或室外) 近几年来的市场需求日增, 如何加强树脂在这方面的性能, 是一大课题。ETERSOL 4311A、4312 作为外墙抗沾污、耐候涂层只是一尝试, 期待日后能有更好的产品问世。
 









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