水性氟碳建筑涂料的配方设计及制备

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1、水性氟碳建筑涂料的配方设计及制备摘要：介绍了水性氟碳建筑涂料的原材料选择及配方设计。讨论了水性氟碳涂料的配制及性能测试。试验结果表明：该涂料符合墙面装饰装修要求，具有实用价值和推广前景。关键词：氟碳涂料；建筑涂料；水性涂料0引言目前，树脂和涂料的配方设计大多是以降低VOC为中心，综合性能优异的环保型水性涂料已获得市场的认可。20世纪90年代以来，我国水性建筑涂料蓬勃发展。然而许多水性涂料只是简单工艺上的低档次重复，既增加了环境保护的压力，又造成资源的浪费。氟树脂是迄今为止发现的耐候性、耐久性最为优异的成膜聚合物，用其配制的涂料，机械性能、耐候性、耐久性、耐化

2、学品性等十分优异。1982年，日本旭硝子推出常温固化氟树脂使氟碳涂料迅速发展，其应用领域不断拓宽。随着人们对环境的重视和环保法规强化，溶剂型氟碳涂料的应用受到了一定的限制。因此，研发高性能的水性氟碳涂料具有十分重要的实际意义。1配方设计水性氟碳涂料与一般水性涂料的配方及制备工艺基本一致，但是氟树脂的低表面张力等特性，使得其对颜填料的润湿性较差，与分散剂、增稠剂及成膜助剂的相容性也有一定的限制，助剂选择不当，会严重影响涂膜的耐候性、耐化学品性、光泽等性能。要研制出各项性能优良的水性氟碳涂料，需要进行大量的实验工作。1.1颜料体积浓度对耐候性的影响对于同一种基料

3、（合成树脂乳液）来说，颜料体积浓度（PVC）越高，越容易变色、粉化；PVC越低，保色性越好，涂膜的耐候性、耐水性也就越好。PVC对涂料耐候性的影响见表1。表1PVC对涂料耐候性的影响Table1TheinfluenceofPVConweatherresistanceofcoatings检验项目PVC/%1530506080色差值（ΔE）1.141.61.862.414.05粉化无粉化基本无粉化略粉化粉化严重粉化通过计算得出：临界颜料体积浓度（CPVC）为58%，一般高光外墙涂料PVC设计为10%~20%。1.1颜填料的选择耐候性优异的水性氟碳涂料对颜填料的要

4、求很高，要求其具有很好的耐候性和稳定性，以使涂膜的性能得到充分体现。一定要选用保光保色性好、不溶解、耐碱的优质颜料。白色颜料包括钛白粉、立德粉和氧化锌等，其中金红石型钛白粉具有优异的遮盖力和耐候性，可以在外墙乳胶漆中大量使用；锐钛型钛白、立德粉、氧化锌易粉化、变色、耐候性及耐化学介质性差，故都不能在户外使用。着色颜料尽量选用无机系列产品。填料（体质颜料）则用来增加涂膜的厚度、改善涂膜的性能和降低成本。填料也要保光保色性好、耐碱性好等。填料品种较多，有白炭黑、高岭土（煅烧与水洗）、碳酸钙（重质与轻质）、硅灰石粉、滑石粉、石英粉、云母粉、硅酸铝、沉淀硫酸钡及膨润

5、土等。其中白炭黑、硅灰石粉、滑石粉、石英粉、云母粉、硅酸铝、沉淀硫酸钡、膨润土等属于惰性填料，例如云母粉具有优良的耐热性、耐酸性、耐碱性、耐候性，其片状结构能阻止紫外线和水分穿透，有防止龟裂、延缓粉化等功能，在外墙乳胶漆和其它户外涂料中应用较为广泛。而其它填料（如灰钙粉、轻钙、重钙等）有的易粉化，有的易起霜，有的耐化学介质性差，一般不在户外使用或用量较小。　　1.2助剂的选择助剂在涂料中的用量虽不大，但其作用明显，必不可少。因为水性氟碳涂料的表面张力较小，要选择适宜的润湿、分散剂，以避免调色时出现浮色、发花以及贮存过程中的沉淀、分水等现象的发生。水性氟碳涂料

6、的耐候性优于一般的墙面涂料，因此要添加足够的防腐防藻剂。1.2.1润湿剂和分散剂润湿剂所含有的活性基团定向吸附在颜料粒子表面，可以增加漆基和颜料的亲合性；同时降低漆料的表面张力，加速漆基渗透进入颜料聚集体粒子间的孔隙之中，取代颜料粒子表面所吸附的水和空气，从而帮助研磨分散设备将颜料团粒打开，减少研磨时间，提高效率，降低研磨能耗。相对于普通水性涂料，润湿剂对水性氟碳涂料的重要性不言而喻。目前市场上润湿剂大体可分为两种：一种为非离子型高分子烷基醚、烷基醇或烷基酯，这类产品价格比较便宜，但添加量比较大，且对其他组分的性能有所影响，并且影响人体健康，所以仅在一些低端

7、产品中有所应用。另一种为聚醚改性的甲基聚硅氧烷，对底材的润湿非常有效。分散剂除具有润湿剂同样的湿润作用外，其活性基团一端能吸附在粉碎成细小微粒的颜料表面，另一端溶剂化进入漆基，形成吸附层（吸附基越多，链节越长，吸附层越厚），产生电荷斥力（水性涂料）或熵斥力（溶剂型涂料），使颜料粒子长期分散悬浮于漆基中，避免再次絮凝。在纯乳液体系中，建议选用增强电荷相斥的分散剂，如电中性胺盐、聚羧酸盐类的分散剂。1.1.1消泡剂乳胶涂料适用的消泡剂有：低级醇类、有机极性化合物、矿物油类和有机硅树脂类4种。对于水性氟碳涂料用的消泡剂，应结合实际的树脂体系、配方设计、其他添加剂的

8、品种及用量、施工方法及条件等各方面综合去考虑。总体原