返回顶部
返回首页
返回首页
欢迎访问  中国化工网   | 今天是   
中国化工网全新改版进行中! 我的订单 | 会员中心 | [ 登录 ] | [ 注册 ]
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料,中国化工网,okmart.com
home 您现在的位置: 首页 >胶粘剂>产品资讯 > 详细信息
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料
2020年02月22日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

0 前言
近年来,随着建筑节能材料的推广,隔热涂料因经济环保和绿色高效等优点越来越受到人们的关注。反射隔热涂料是一类通过添加空心介质来满足温控要求的功能性涂料,目前使用最多的是空心玻璃或陶瓷微珠。


这类材料导热系数小,反射率高,耐磨性、耐候性、耐腐蚀性优良中国化工网okmart.com。然而,具有高填充性的空心微珠的添加也一定程度上削弱了涂膜的力学性能,需要合理的配方调整来均衡涂料的各项性能。


反射隔热涂料在基料和颜填料组成一定时,使其性能提高的主要办法就是通过添加分散剂、消泡剂、润湿剂、成膜助剂、耐沾污剂及适当的pH 值调节剂等助剂来实现。这些添加剂在涂料中的加入比例很小,却可以避免许多涂膜缺陷及弊病,明显提高涂料的各项性能,使涂料的生产和施工过程易于控制。


目前,关于助剂的选用原则及添加范围方面的报道较少,大多是综述类的阐述,尤其对添加功能填料的反射隔热涂料的研究更少见报道。因此,本试验根据外墙涂料的制备原则并考虑到反射隔热涂料的特殊性,在其它组分配比不变的情况下,分别考察使用不同助剂及其用量对涂料性能的影响。

1 实验
1.1 原材料
基料,主要选择德国巴斯夫有限公司生产的S-400 纯丙弹性乳液和北京东联化工有限公司生产的BF-300 硅丙弹性乳液;颜填料,主要有超细空心玻璃微珠、金红石型钛白粉、高岭土和滑石粉等;助剂,主要有德国科宁公司的润湿分散剂、消泡剂、增塑剂、成膜助剂和德国道旭高分子公司的耐沾污剂等。

1.2 涂料制备
按表1 配方称取物料,在低速搅拌下依次加入蒸馏水、润湿分散剂、耐抗沾污剂和适量消泡剂等充分混合均匀,然后添加钛白粉和高岭土等颜填料,高速搅拌30 min,使粉体粒子在高剪切作用下分散成原级粒子,并达到分散稳定状态。接着将调制好的颜填料色浆缓慢加入到乳液中,再低速搅拌30~40min。为了避免过高的转速破坏微珠的空心结构,使其失去隔热反射能力,空心玻璃微珠需最后在低速状态下加入到分散液中,搅拌过程中滴加剩余消泡剂,然后过滤,出料。
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料 中国化工网,okmart.com

1.3 试验仪器
SDF-400 型调速分散研磨机;PHD-200 型酸度计;NDJ-8型粘度计;C84-III 反射率测定仪;NZW 型涂层耐沾污性冲洗装置;DXLL-10000 电子拉力机。

2 结果与讨论
乳液和颜填料是涂料的主要成分,乳液中所含的大部分单体疏水性较强,而无机颜填料中所含的极性基团亲水性较强,疏水的非极性分子和亲水的极性分子难以在一个体系中稳定存在,由此而导致颜填料的絮凝和涂料的分水、分层等现象。


因此,表面活性剂等助剂应当被合理应用在涂料的制备过程中,以获得性能稳定的产品。对于建筑涂料特别是水性涂料,助剂对涂料质量的影响不亚于颜填料。由于水性反射隔热弹性涂料中所用功能填料的特殊性,使得助剂对此体系的影响有别于一般涂料,需要进行认真探讨。

2.1 分散剂对涂料性能的影响
2.1.1 分散剂用量对涂料黏度的影响
颜填料在基料中的润湿和分散是涂料生产的重要过程,对涂膜的诸多性能起着决定性的作用。分散剂通过降低粉料与树脂液之间的界面张力,提高颗粒间的排斥势能,使粉料颗粒能够快速、完全被润湿,促进分散体系稳定。分散剂使用得当,不但能防止颜料沉淀,使涂料具有良好的贮存稳定性,而且能够改善流平性,防止颜料浮色发花,提高颜料的着色力、遮盖力,增加涂膜的光泽。
有机分散剂是一种具有较长分子链的高分子聚合电解质,它依靠主链上的活性基团吸附在颗粒表面,而侧链则在介质中充分伸展,形成几纳米到几十纳米厚度的吸附层,产生空间位阻效应,阻止颗粒间相互聚集。反射隔热弹性涂料制备中使用的空心微珠粒小质轻,表面积较大,当其掺量增多时,涂料中的树脂难以润湿全部的颜填料。从实验过程可以看出,通过添加分散剂,涂料的流动性得到很大改善,尤其体现在空心玻璃微珠从无法被完全润湿到能够均匀分散。图1 为空心玻璃微珠用量为6.0%时,不同分散剂用量对涂料黏度的影响。
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料 中国化工网,okmart.com

由图1 可见,分散剂有一最佳用量0.22%,当小于这一最佳用量时,分散剂的分散效应占优,因为随着分散剂的逐步添加,高分子不断吸附在颗粒表面,其支链形成的空间位阻层逐渐增厚,颜填料也愈加稳定;然而,当分散剂用量大于这一最佳值时,分散剂絮凝效应占优,因为分散剂用量的继续增加,除了能够在颗粒表面达到饱和吸附外,多余的分散剂还会越来越多存在于介质中,对吸附在不同颗粒表面的位阻层支链进行搭桥,使颗粒之间絮凝,以致浆料黏度再次上升,反而降低了涂料的分散稳定性。

2.1.2 分散剂用量对涂膜性能的影响
为了考察分散剂对涂料固化后性能的影响,将图1 中不同分散剂用量所制备的涂膜进行力学性能测试,拉伸性能按GB/T 16777—1997《建筑防水涂料试验方法》的规定进行,结果见图2。
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料 中国化工网,okmart.com
由图2 可以看出,随着分散剂用量的增加,涂膜拉伸强度提高的同时总是伴随着延伸率的损失。说明分散剂用量的确定要进行各因素的综合考虑,因为分散剂的加入不仅能防止颜填料聚沉,改善浆料流动性,提高涂膜质量,同时对涂膜的力学性能也有一定程度的影响。


2.2 消泡剂对涂料性能的影响
水性涂料中包含了许多表面活性剂,如乳化剂、润湿分散剂、耐沾污剂、成膜助剂等,它们在表面张力大的水性介质中更容易产生气泡。在外墙涂料的涂布过程中,起泡将干扰施工的正常进行以及涂膜的质量,涂膜渗水都是从最薄弱的地方开始的。显然,涂膜中气泡的增加,将会降低建筑物的防水功能。


涂料中的气泡通常由气-液交界处的活性分子形成,这些表面活性分子通常以分散的气泡形态形成稳定的、不易被破坏的薄层。消泡剂可以润湿渗透到由表面活性物质所形成的薄层中,降低其表面张力,破坏薄层的稳定性,从而达到消泡的目的。


对于水性反射隔热弹性涂料来说,目前,效果比较理想的消泡剂是有机硅类消泡剂,由聚醚和烷基链改性的聚硅氧烷组成,改性后有机硅与涂料有一定的不相容性,消泡较为有效。图3 为空心玻璃微珠用量为6.0%时,消泡剂用量对涂膜性能的影响。
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料 中国化工网,okmart.com
由图3 可见,涂膜的拉伸强度和断裂延伸率随着消泡剂用量的增加而增大,反映出适量的消泡剂对涂膜的改性效果是既增强又增韧,因而可以减少涂膜的缺陷,提高涂膜的整体防水效果;


但当消泡剂用量达到0.2%后,再继续添加对涂膜力学性能的影响不大,可能还会引起涂料的胶凝,使其流动性降低。实验证明,消泡剂在一定的用量范围内具有良好的抑泡和破泡效果,过量则会引起缩孔等弊病。

2.3 耐沾污剂对涂料性能的影响
弹性涂料一般都使用玻璃化温度低的乳液,使涂膜耐候性提高的同时耐沾污和抗积尘性则较差。为了改善反射隔热涂料的自洁性,添加具有低表面能的耐沾污剂,使涂膜表面产生疏水性,有利于反射隔热效果的更好发挥。耐沾污剂的作用机理是在涂料固化成膜过程中,耐沾污粒子充当交联点,把线型的有机高分子交联成网状结构,有效提高涂膜的致密性,降低涂膜的孔隙尺寸,防止灰尘的吸入和外界水分的侵入,从而改善外墙涂料的耐沾污性。


由于反射隔热弹性涂料中空心微珠的堆积密度极小,仅为0.125 g/mL,它的添加使颜填料的总体密度减小,涂膜硬度也随之降低,耐沾污性相应下降。因此,在添加空心微珠的涂料体系中,需要添加耐沾污剂来满足使用要求。图4 为空心玻璃微珠用量为6.0%时,耐沾污剂用量对涂膜耐沾污性的影响。
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料 中国化工网,okmart.com
从图4 可以看出,当纳米耐沾污剂的用量小于1.7%时,掺入耐沾污剂都有较为显著的改性效果;掺量进一步增加,则效果变得不再明显。在基础配方中加入不同用量的耐沾污剂,其对涂膜力学性能的影响见图5。
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料 中国化工网,okmart.com
由图5 可见,掺入耐沾污剂能显著提高聚合物涂膜的拉伸强度,这是因为耐沾污剂带有的官能团在成膜过程中可与丙烯酸酯乳液的反应基团发生化学交联作用,交联程度的提高,必然会相应提高涂膜的拉伸强度、撕裂强度,降低涂膜的吸水率。但交联程度的提高,也同时限制了涂膜的变形,使其断裂伸长率也相应下降。这些力学性能的变化都与耐沾污剂的交联作用有关,为了提高涂膜自洁性的同时防止涂膜延伸率的大幅降低,耐沾污剂的最佳掺量在1.3%左右。耐沾污剂对涂膜性能的影响与其用量和种类都有关系,可以根据不同的实际情况适当选择以满足生产需要。

2.4 pH 值对涂料稳定性的影响
在实际应用中,涂料配方中使用的乳液及有机添加剂等有时会被微生物降解,生成酸性物质,使pH 值下降,进而影响浆体的分散稳定性。本实验考察了不同pH 值下涂料的分散效果和贮存稳定性,结果见表2。
助剂对反射隔热弹性涂料性能的影响,在选取丙烯酸乳液为基料,金红石型钛白粉为颜料 中国化工网,okmart.com
颜填料分散体要达到稳定状态,不管是通过静电稳定,还是通过空间位阻稳定,或者二者联合稳定,其前提条件是润湿分散剂必须牢牢地吸附在颜填料颗粒上。而涂料pH 值的变化不仅会影响颜填料粒子表面的Zeta 电位,而且还会影响分散剂的电离和吸附状态。


一般来说,用于反射隔热弹性涂料的无机颜填料的等电点在8.0 左右,当pH 值低于其等电点时,颜填料表面带正电,此时涂料中的阴离子型分散剂在酸性条件下电离度很小,只有少量离解的阴离子基团存在于液相中,并通过静电作用吸附在粉体表面,大量由数百到数千个一次粒子凝聚起来的二次粒子仍处于未被吸附状态,无法在研磨搅拌中离解成一次粒子并被分散剂所稳定。


制备的涂料长期放置会因分散不均而出现沉降分层。然而,在碱性条件下,分散剂可以解离出全部的活性基团,通过分子力及化学作用吸附在颜填料颗粒表面,并在二次粒子打开过程中不断调整各自在一次粒子上的吸附量,最后达到吸附平衡,粒子间通过静电位阻作用而稳定。由表2 可见,pH 值对涂料的分散尤其是贮存稳定性影响非常大。因此,控制涂料的酸碱性,可有效阻止颜填料的絮凝,改善浆料的流变性及贮存稳定性,也有利于固含量的提高。

3 结语
在以水性丙烯酸弹性乳液为成膜物质,钛白粉、空心玻璃微珠、高岭土等为颜填料制备的反射隔热弹性涂料中,通过调节助剂在涂料配方中的用量,发现0.22%的分散剂对涂料流动性的改善最为明显;消泡剂含量为0.2%左右即可达到良好的消泡效果;耐沾污剂的最佳用量为1.3%。


并且,碱性条件更有利于分散剂效果的发挥,提高涂料的贮存稳定性。然而,助剂的添加对涂膜的拉伸强度和断裂延伸率都有一定程度的影响。涂料制备中应该适当调整组分配方,避免不必要的负面效应,使涂膜的力学性能满足不同的使用要求。  

标签:化工应用原料动态化工原料行业资讯催化剂及助剂化工百科胶粘剂涂料与油漆染料及颜料化学试剂精细化学品技术中心市场评论产品资讯
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国化工网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
相关文章HOT
上海地区天然橡胶报价持续下调,青岛地区天然橡胶报价持续下调,上海泰邦天然橡胶报价小幅下调 汇连聚(上海)进口胶报价小幅波动,聚乙烯期货行情简报,浙江万方天然橡胶报价下调 华南地区TDI市场趋弱运行,甲苯国内市场动态,华东地区TDI市场趋弱运行,华北地区TDI市场趋弱运行 国内环己酮市场行情低迷,溶剂二甲苯国内市场动态,异构二甲苯国内市场动态 纯苯海外市场动态,亚洲地区对二甲苯收盘价格上涨,欧洲地区对二甲苯收盘价格上涨,美国地区对二甲苯收盘价格上涨 亚洲乙二醇价格稳定,异构混二甲苯海外市场动态,甲苯海外市场动态, 亚洲苯乙烯市场动态,中韩丙烯市场收盘小跌,美国丙烯市场收盘持稳,欧洲丁二烯外盘价格稳定,亚洲丁二烯外盘价格稳定 聚乙烯期货行情简报,投资12亿元 中策橡胶250万套轮胎项目开工!浦林泰国首条全钢子午线轮胎顺利下线,中策橡胶抢抓产能恢复 保住全部订单 在“破天荒”中滚滚向前 华东地区双酚A弱势稳定,山东地区环氧树脂弱势下行,黄山市场环氧树脂弱势运行,河南地区聚丙烯酰胺报价平稳,河南地区聚合氯化铝报价平稳 亚洲苯乙烯市场动态,欧洲丁二烯外盘价格稳定,亚洲丁二烯外盘价格稳定,中韩丙烯市场收盘持稳,美国丙烯市场收盘持稳,亚洲乙二醇价格下跌
今日头条Show更多
中国化工网手机站MOBILE
扫描二维码,获取手机版最新资讯 公众号:中国化工网 您还可以直接微信扫描打开
全站地图

深圳网络警察报警平台 深圳网络警
察报警平台

公共信息安全网络监察 公共信息安
全网络监察

经营性网站备案信息 经营性网站
备案信息

中国互联网举报中心 中国互联网
举报中心

中国文明网传播文明 中国文明网
传播文明

深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
电子标识