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零VOC内墙涂料的制备研究,采用硬核软壳的核壳型丙烯酸酯乳液制备了零VOC内墙涂料(上),中国建材网,cnprofit.com
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零VOC内墙涂料的制备研究,采用硬核软壳的核壳型丙烯酸酯乳液制备了零VOC内墙涂料(上)
2019年07月11日    阅读量:66    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

0 前言

建筑内墙乳胶涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量已比较小,但仍需加入一定量的有机溶剂来改善涂料的成膜性和低温稳定性,施工时还存在着一定的气味,还不能完全满足室内二次装修对装饰材料更加环保和健康的要求。


不断降低涂料的VOC含量是涂料研究工作人员所追求的目标,目前低VOC或零VOC内墙涂料的研究开发已得到广大涂料生产厂家的普遍关注。本文采用自制的丙烯酸核壳型乳液,不加任何有机溶剂,制备了VOC含量很低(几乎为零)且低温成膜性和涂膜性能较好的环保型内墙乳胶涂料,考察了制备方法、乳液类型、颜料体积浓度(PVC)、成膜环境温度以及各类助剂等因素对涂料成膜性和储存稳定性以及涂膜性能的影响中国建材网cnprofit.com


本文所谓的零VOC涂料是指在涂料配方中不涉及有机可挥发性物质及所采用的树脂(乳液)不含有机溶剂,是一个概念性用词。


l 实验部分

1.1 原料

去离子水:工业级;分散剂:工业级;消泡剂、增稠剂、杀菌剂:工业进口;各类丙烯酸乳液:自制或进口;钛白粉:国产锐钛型;重钙、滑石粉、高岭土:800-1250目。


1.2 制备工艺

将去离子水、分散剂、部分消泡剂、杀菌剂等助剂混合均匀,加入钛白粉和各种填料研磨至细度小于50 lam,再加入乳液、增稠剂、剩余消泡剂等助剂混合均匀,调整粘度合格后出料。


l-3 技术性能指标

表1 零VOC内墙涂料技术指标

零VOC内墙涂料的制备研究,采用硬核软壳的核壳型丙烯酸酯乳液制备了零VOC内墙涂料(上) 中国建材网,cnprofit.com

1.4 性能测试

粘度:按GB/T2794-1995方法测定;

耐污性:按GB/T9780—88方法测定;

硬度:按GB/T 1730一-93方法测定,数据结果以秒计;

最低成膜温度(MFFT):按GB/T 9267-1988规定进行,采用最低成膜温度仪测定;

挥发性有机化合物(VOC)含量:按GB 18582— 2001l附录A规定的方法测定;

其余性能按GB/T 9756--2001中相关方法测定。


2 结果与讨论

2.1 不同种类乳液的影响

本实验分别选用自制的HE型丙烯酸核壳乳液和国外知名公司生产的推荐用于制备低VOC或零VOC涂料的丙烯酸乳液A、B、C来制备中等PVC(55%)的内墙涂料,不加任何成膜助剂,试验结果见表2。

表2 不同丙烯酸乳液制备的零voc内墙涂料性能比较

零VOC内墙涂料的制备研究,采用硬核软壳的核壳型丙烯酸酯乳液制备了零VOC内墙涂料(上) 中国建材网,cnprofit.com

由表2可见,采用自制的核壳结构乳液制备的涂料与国外知名公司的乳液所制备的涂料相比,在整体性能上基本相当,均能满足实际使用要求。对于乳液C制备的涂料,可能因为其玻璃化转变温度(Tg )较高,因而硬度和耐沾污性有明显提高,但MFFT也升高。乳液B制备的涂料其冻融稳定性未通过,这主要与乳液本身的低温稳定性差有关。



2.2 颜料体积浓度(PVC)的影响

本实验选择自制的HE型核壳乳液,不加任何成膜助剂和助溶剂,改变涂料的PVC,考察涂料PVC对内墙涂料成膜性和涂膜机械性能的影响,试验结果见表3及图1、2。

表3 不同PVC对零voc内墙涂料成膜温度和涂膜性能的影响

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由表3可知,采用自制的核壳乳液制备不同PVC的零VOC内墙涂料,涂料的最低成膜温度均小于5ºC,可满足实际使用要求。

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由表3及图2可以看出:涂料PVC对涂膜硬度和耐污性有很大的影响。在PVC较低的一定范围内,随着PVC的增大,涂膜的硬度逐渐增大,当PVC增大到一定值后(如50%),涂膜硬度的变化已很小,基本保持不变,这是因为本涂料采用的乳液的 值相对较低(20℃),涂膜的硬度主要取决于涂料组成中的颜填料含量,因此随着颜填料的增加,涂膜硬度逐渐提高,但是在高PVC范围下,涂料中基料含量比较少,涂膜的硬度主要由颜填料本身的硬度提供,因此即使PVC再增加,涂膜硬度也基本保持不变。


涂膜的耐沾污性主要受涂膜的硬度和表面光洁度双重因素影响,在低PVC范围内,涂膜表面比较平整光滑,此时涂膜的表面硬度对耐沾污性起决定作用,因此随着PVC提高,硬度增加,则耐沾污性提高。但在高PVC范围内,涂膜的表面硬度基本不变而表面粗糙度增加,因此耐沾污性反而降低。综观PVC对洗刷性、硬度、耐沾污性(一定程度上代表涂膜的抗热回粘性)的影响,选择PVC在45%~55%范围内可制得满足实际使用要求和性能优异的零VOC内墙涂料。


2.3 不同制备方式的影响

本试验选择下列3种不同方案,不加任何成膜助剂和助溶剂,分别制备了低、中、高3种PVC的内墙涂料。其中方案1:采用HE型核壳结构乳液;方案2:采用低 的均相乳液( 值0~5ºC);方案3:采用高瑰和低 的均相乳液拼合使用。考察不同制备方案对零VOC内墙涂料的性能影响,结果见表4。

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