仿大理石建筑涂料的研制
徐峰1,陈校龙2
(1.安徽省建筑科学研究设计院,安徽合肥230001;2.浙江省诸暨市远东化工建材有限公司,浙江诸暨311800)
0 引言
近年来,建筑涂料以乳胶漆为主,占据了绝大部分的市场份额,特别是内墙饰面,使人们对建筑涂料的装饰效果产生了审美疲劳,在某种程度上影响了建筑涂料的应用。因而,人们希望使用新的装饰效果的涂料。由于消费需求的推动,向建筑涂料市场推出具有新的装饰效果的涂料成为一些涂料企业开发新产品的目标。在这种情况下,我们借鉴过去多彩涂料的研究经验,开发了仿大理石涂料,以增添建筑涂料的品种,促进建筑涂料的应用与发展。仿大理石涂料是一种高装饰性建筑涂料,其涂膜对大理石的仿真程度可以达到以假乱真的效果。该涂料通常是将主涂料经过一次喷涂于基层,或者一次喷涂于经处理的基层上而形成酷似大理石装饰的涂膜。仿大理石涂料为水性,无毒、无污染,符合室内有害物质限量要求,因而可应用于内墙面,其装饰效果远超过20 世纪90 年代初流行的多彩花纹内墙涂料。另一方面,通过调整涂料的成膜物质,可以提高涂料的耐候性,使之适用于外墙面装饰。通过适当的划缝分割,并配以适当的勾缝剂勾缝,涂膜能够酷似装饰石材,因而,这种装饰方案解决了人们希望在膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温面层或者胶粉聚苯颗粒外墙外保温面层粘贴装饰石材,而鉴于安全性又受到很多限制的问题,在保温层表面使用受到欢迎。本文主要介绍仿大理石涂料的制备和施工中的几个问题。
1 仿大理石涂料的制备原理
广义上说,仿大理石涂料的制备原理和过去曾流行的多彩花纹内墙涂料一样,先分别制备出本身具有成膜性能的2种或多种不同颜色的彩色颗粒,然后再将彩色颗粒分散于分散介质中。彩色颗粒本身不会溶解或分散于分散介质中,也不会互相渗透扩散或黏连,即颗粒在涂料中的状态是独立的立体彩色颗粒。但是,由于颗粒本身的可变形性,在喷涂外力的作用下,不同颗粒之间形成的部分重叠、搭接和相互渗透等作用,使涂膜具有大理石的装饰效果。仿大理石涂料通过不同的颜色组合,能够得到多种装饰效果与风格迥然不同的涂膜饰面。图1 为浙江省诸暨市远东化工建材有限公司生产的2 种仿大理石涂膜,可以看出,其仿真程度达到以假乱真的效果。
2 仿大理石涂料的制备过程
2.1 主要原材料
聚丙烯酸酯乳液、Texanol 酯醇(成膜助剂)、聚乙烯醇、“破乳剂”以及填料、颜料、消泡剂、防霉剂、流变增稠剂等涂料常用原料,均为工业级原料。
2.2 仿大理石涂料用“彩色分散颗粒”的制备
(1)按照一定的配方和普通乳胶漆的制备工艺,制备出彩色或白色涂料。该涂料并不具备终使用目的,为了区别于一般涂料而将其称为“预制涂料浆”。
(2)按照一定的配方和制备工艺制备出“破乳剂”。
(3)按配方称取“预制涂料浆”,在低速搅拌下加入“破乳剂”。“破乳剂”加完后,根据需要的颗粒大小调整搅拌速度继续搅拌,直至达到需要的颗粒大小,即得到“彩色颗粒”。然后,对所得到的“彩色颗粒”进行进一步处理,成为制备仿大理石涂料的“彩色分散颗粒”,留待配制仿大理石涂料。以同样的方法可以制备多种不同颜色、不同大小,或者不同颜色、相同大小的,以及相同颜色、不同大小的“彩色分散颗粒”。
2.3 分散介质的制备
根据仿大理石涂料的使用场合,确定分散介质的品种。例如,若用于外墙,则分散介质应以涂膜物理力学性能良好的聚丙烯酸酯乳液为成膜物质;如果同时要求涂膜具有一定的延伸性能,则可以使用弹性建筑乳液,或者使用耐沾污性能好的硅丙乳液等;如果用于内墙,则可以使用玻璃化温度低的聚丙烯酸酯乳液和适量的聚乙烯醇溶液,以增大其流动性。分散介质的组分通常除了成膜物质外,还需酌量使用成膜助剂、冻融稳定剂、消泡剂、防霉剂、增稠剂等。分散介质中通常不能使用大量的颜料和填料,以保证涂膜具有透明性。若需要无光泽的涂膜,分散介质中还可以使用适量的消光剂。分散介质的制备为物理混合过程,按照一定顺序将各种原材料混合均匀即可。
2.4 仿大理石涂料的制备
根据色卡要求,按照预先确定的“彩色分散颗粒”的种类和用量,将各种“彩色分散颗粒”在低速搅拌下分散于分散介质中,即得到仿大理石涂料。仿大理石涂料的制备流程如图2所示。
3 仿大理石涂料的性能
内、外墙用仿大理石涂料具有不同的性能,必须分别符合GB/T 9756—2001《合成树脂乳液内墙涂料》和GB/T9755—2001《合成树脂乳液外墙涂料》的要求。研制的内、外墙用仿大理石涂料的技术性能分别如表1 和表2 所示。虽然未对仿大理石内墙涂料的有害物质含量进行测试,但从所使用的原材料可知,仿大理石内墙涂料中不含有苯、甲苯类有害物质。防霉剂选用的是不含甲醛的室内涂料用防霉剂。
4 仿大理石涂料制备中应注意的事项
4.1 将“预制涂料浆”的黏度控制在合适的范围
“预制涂料浆”的黏度直接关系到彩色颗粒的大小。当黏度较小时,“破乳剂”加入“预制涂料浆”中后,稍加搅拌,即成很小的彩色颗粒。反之,黏度太高,会得到很大的颗粒。因而,应根据所需要的颗粒大小,配制合适黏度的“预制涂料浆”,才能得到所需要的彩色颗粒。
4.2 控制“预制涂料浆”中乳液的用量
彩色颗粒除了大小影响涂料的装饰效果外,其本身的柔韧程度也会对装饰效果产生重要影响。若“预制涂料浆”中乳液的用量低,可能得到很柔软的彩色颗粒;反之,得到的是较硬的彩色颗粒。但是,如果“预制涂料浆”中乳液的用量太少,“预制涂料浆”中的颜料、填料很可能得不到必要的粘结而析出,因而乳液的用量也不能太低。
4.3 分散介质中应正确使用流变增稠剂
分散介质可以选用聚乙烯醇,也可以使用纤维素醚作为增稠剂。聚乙烯醇的流动性好,且具有很好的成膜性,适用于内墙涂料;外墙涂料宜选用纤维素醚。由于纤维素醚的型号很多,有些不同型号的纤维素醚流变性能迥异。高黏度型号的纤维素醚增稠效果好,流动性差,有防流挂功能;低黏度型号的纤维素醚流动性好,无防流挂功能。仿大理石涂料不能像以硝酸纤维素为成膜物质的多彩花纹内墙涂料那样,所有涂料均使用一种纤维素醚。
外墙仿大理石涂料应根据涂膜要求选用纤维素醚。即,对于大斑纹、质感强、粗犷风格的涂膜,宜选用高黏度型号产品;反之,对于小斑纹、质感细密的涂膜,宜选用黏度型号低些的产品。使用不同型号的纤维素醚,能够配制出具有适当流变性能的分散介质。这样,再配合“彩色分散颗粒”大小及其软硬程度的调整,通过多次试验就能够得到所要求的涂膜装饰效果和风格的仿大理石涂料。
4.4 涂料样板(色卡)的制备
将不同颜色、不同大小的“彩色分散颗粒”进行不同的配合,能够得到许多不同装饰风格的涂膜;再配合以底涂料的变化,得到的涂膜种类就更多。关键是在制备涂膜前,对天然大理石的纹理、颜色和风格特征进行分析,然后进行颗粒大小、颗粒颜色和底涂料配合的设计,再进行喷涂仿制。在仿制过程中应将各种数据详细记录,积累资料,取得好的装饰效果的涂膜就可以作为定型的涂膜色卡,并加以编号,留作批量生产时使用。这是一项认真、细致和烦琐的工作,并需要时间和工作经验的积累。
5 仿大理石涂料的施工方法简述
仿大理石涂料施工技术很简单,和砂壁状涂料、复层涂料等高装饰涂料相似。
(1)仿大理石涂料属厚质涂料,对于基层情况较好的墙面,不需要使用腻子进行基层处理。但是,需要配套底涂料。
(2)仿大理石涂料施工前如有分层,应先采取非机械搅拌的方法搅拌均匀。涂料必须采取喷涂施工,才能够得到仿大理石的效果。配套底涂料是鉴于涂膜效果配套的,因而涂装时应使用与主涂料配套的底涂料,不可随意使用其它底涂料。有时为了涂膜效果的需要,有一种配套底涂料是细粒径彩砂的砂壁状涂料,施工时先喷涂该细粒径彩砂的砂壁状涂料,然后再喷涂1 道仿大理石涂料。
(3)喷涂仿大理石涂料用的喷枪有几种。可以采用砂壁状涂料施工用的喷筒,也可以使用喷涂多彩花纹内墙涂料用的专用喷枪。
(4)由于模仿大理石装饰的需要,通常很少整个墙面进行喷涂,而是将墙面分成一定大小的分隔块,分隔块之间使用柔性良好的勾缝涂料进行处理.