劉建國(guó)

（江蘇省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì)，江蘇徐州 221005）

水性涂料的制備及性能研究

劉建國(guó)

（江蘇省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì)，江蘇徐州 221005）

水性涂料作為裝飾裝修的重要材料，如何提高水性涂料的綜合性能至關(guān)重要。隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，水性涂料的性能也愈加完善。經(jīng)有關(guān)實(shí)踐表明，想要提高水性涂料性能，可以通過組合形式來實(shí)現(xiàn)不同材料間的功能互補(bǔ)，從而全面提升水性涂料的性能。基于此，重點(diǎn)以優(yōu)質(zhì)絲光淺色基漆、絲光墻面漆為主料；以酞菁綠、鐵黃為色漿，探究組合性水性涂料的制備方式，并分析其各項(xiàng)性能指標(biāo)。

水性涂料；制備；性能；基料

Abstract：Water-based paint as an important material for decoration，how to improve the comprehensive performance of waterbased paint is essential.With the continuous development of the construction industry，the performance of water-based paint is also more perfect.The practice shows that，want to improve the performance of water-based paint，can be achieved through the combination of different forms of complementary functions between materials，thereby enhancing the performance of water-based paint.Based on this，this paper focuses on high-quality mercerized light-based paint，mercerized wall paint as the main material；to phthalocyanine green，iron yellow as a color paste，to explore the combination of water-based paint preparation methods，and analysis of its performance indicators.

Key words：waterborne coating；preparation；performance；base material

隨著我國(guó)建筑行業(yè)不斷發(fā)展，人們對(duì)綠色建筑、城市形象建設(shè)提出了更高的要求。高性能水性涂料作為重要的建筑材料，其應(yīng)用性能也在不斷提高。在綠色經(jīng)濟(jì)條件下，國(guó)際各國(guó)都在開發(fā)環(huán)保型水性涂料，推動(dòng)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。從使用情況分析，水性涂料由于性能優(yōu)越，在當(dāng)今建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用愈加廣泛，其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：水性涂料能夠大大降低污染問題，節(jié)省能源消耗，雖然有很多水性涂料中含有微量的有害物質(zhì)，但比例卻大大降低。再者，水性涂料對(duì)施工要求較低，如在潮濕的環(huán)境中依然能夠施工，適應(yīng)性非常強(qiáng)，并且能夠直接用水洗滌，極大的降低有機(jī)清洗溶劑的使用量?？梢?，加強(qiáng)水性涂料的制備工作，對(duì)于建筑行業(yè)發(fā)展尤為重要，也是驅(qū)動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力。

1 水性涂料制備方式

1.1 制備試劑

為了能夠提高水性涂料制備質(zhì)量，采用新型組合水性涂料制備形式，通過采用不同材料組合來提高水性涂料性能。水性涂料制備材料主要包含優(yōu)質(zhì)絲光淺色基漆、絲光墻面漆、鐵黃色漿、酞菁綠色漿、百色卡等。

1.2 制備儀器

需要采用多種制備儀器制作組合型水性涂料。包括：涂料老化試驗(yàn)箱、涂-4黏度計(jì)、細(xì)度板、光澤儀、黑白格板、電子天平等。不同的制備儀器應(yīng)用不同的制備環(huán)節(jié)，并保障每個(gè)制備環(huán)節(jié)質(zhì)量，才能夠全面提高水性涂料性能。

1.3 水性涂料制備過程

首先，漿料制備。現(xiàn)將分散劑、水、防腐劑、消泡劑等液體投入到分散罐中，并攪拌均勻，在攪拌狀態(tài)下依次投入著色顏料、體質(zhì)顏料，將混合物加速分散20～40min。其次，水性涂料配置。在調(diào)漆罐中加入乳液、增稠劑、pH調(diào)節(jié)劑、防凍劑、成膜助劑、消泡劑等，并將混合物混勻攪拌15min，直到混合物攪拌均勻后檢測(cè)出料。最后，涂料過濾與產(chǎn)品包裝。在乳膠漆生產(chǎn)中多少會(huì)存在一些雜質(zhì)或破乳化成顆粒，可以根據(jù)產(chǎn)品要求差異，選擇不同規(guī)格的篩網(wǎng)和容器包裝，并做好計(jì)量工作，從而獲得最終產(chǎn)品。

2 不同組合水性涂料性能分析

2.1 基料與色漿搭配性能分析

通過不同質(zhì)量比能夠?qū)崿F(xiàn)不同的性能?；谕N基料、不同色漿；不同基料、同種色漿所制備的水性涂料，其遮蓋力、細(xì)度也不同?？傮w上將優(yōu)質(zhì)絲光淺色基漆水性涂料的細(xì)度要高于絲光墻面漆水性涂料，但絲光墻面漆水性涂料的遮蓋能力要高于優(yōu)質(zhì)絲光淺色基漆水性涂料性能。再者，根據(jù)同種基料，會(huì)隨著色漿所含比例提高，其漆膜光澤度、遮蓋性能都會(huì)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。在經(jīng)過一天的自然老化后，附著力、漆膜光澤度會(huì)隨之下降。

2.2 混合色漿涂料性能

通過對(duì)比試驗(yàn)可知，采用混合色漿制備形式會(huì)降低水性涂料細(xì)度，但會(huì)逐漸提高遮蓋性能，二者呈現(xiàn)出反比例趨勢(shì)。特別是在加優(yōu)質(zhì)絲光淺色基漆水性涂料，其混合漿水水性涂料的遮蓋性能有了明顯提高。與此同時(shí)，待到水性涂料老化24h之后，其附著力和涂膜光澤度會(huì)隨之下降，但會(huì)逐漸提升硬度。

2.3 混合基料與色漿水性涂料性能

通過實(shí)驗(yàn)表明，采用混合基料與混合色漿制備水性涂料中，混合水性涂料細(xì)度要比單一色漿涂料的要低一些，與混合色漿涂料細(xì)度相當(dāng)。由此可見，混合水性涂料的遮蓋性能更加取決于所選基料，與色漿關(guān)系較少。因此，想要提升水性涂料的遮蓋性能，需要從基料著手。

2.4 細(xì)度、遮蓋性能

通過綜合所有材料組合實(shí)驗(yàn)表明，影響水性涂料細(xì)度的主要因素就是色漿；而影響水性涂料遮蓋能力的主要因素是基料。再加上老化問題會(huì)導(dǎo)致附著力和涂膜光澤度下降，提升表面硬度，會(huì)在一定程度上會(huì)破壞涂膜性能。但通過對(duì)比溶劑型涂料，所制備的多種水性涂料組合性能不僅更加優(yōu)越，同時(shí)也符合相關(guān)文件的標(biāo)準(zhǔn)需求，特別是環(huán)保性能非常突出。

3 水性涂料涂膜性能測(cè)試將方法與要求

1）涂抹硬度需要滿足TB/T 2260和TB/T 2293要求。

2）涂抹附著力加徐需要滿足GB/T 9286—1998測(cè)定。

3）涂抹防水性能：首先采用將劃格器劃出百格，之后將試驗(yàn)樣品浸入到去離子水中浸泡20min，待到樣品取出后沿著劃格處用磨器摳其表面，觀察涂抹表面是否出現(xiàn)損壞問題。

4）涂膜耐究竟性能：首先用劃格器劃百格，之后將試驗(yàn)樣品浸入到工業(yè)酒精中浸泡15min，取出后用磨具摳其表面，觀察涂膜處是否出現(xiàn)損壞問題。

5）耐高溫性能：耐高溫測(cè)試需要開展極限測(cè)試方法，取加熱的沸騰水，之后將制備好的玻璃板放入，繼續(xù)加熱沸騰持續(xù)10min，觀察涂抹表面是否出現(xiàn)脫落、氣泡、附著力恢復(fù)情況。

6）層間附著力：將水性涂料兩涂?jī)珊婧?，測(cè)試上面涂層在測(cè)試附著力時(shí)是否產(chǎn)生脫落現(xiàn)象。

7）制版條件：將所制備的水性涂料噴涂到將擦拭好的玻璃板上，待到自然擱置10min后，再將其放置在160℃的烤箱中進(jìn)行30min加熱處理，在涂抹冷卻后在測(cè)試其性能，其中的干膜厚度大約在25μm左右。

4 水性羥基丙稀酸烤漆制備與性能檢測(cè)

水性羥基丙稀酸烤漆的制作材料有：水性丙烯酸樹脂，廣州鑫英化工；氨基樹脂，氰特；乙二醇單丁醚、pH調(diào)節(jié)劑、蒸餾水，國(guó)產(chǎn)；流平劑、消泡劑等。水性樹脂是由分子鏈上含有親水基團(tuán)的聚合物與胺類中和劑成鹽而具備水溶性，包括羧基、羥基、氨基、醚基、酰胺基等。水性聚酯樹脂、水性丙烯酸樹脂都能夠與水性氨基樹脂配合。根據(jù)水性丙酸樹脂的分散形式不同，可以將其劃分為水乳膠型、乳液型、水可稀釋型三種。由于烤漆爆孔問題與成膜物質(zhì)玻璃化溫度有著直接關(guān)系，因此應(yīng)選擇低玻璃化溫度性樹脂。選用基體樹脂與氨基樹脂的配比為3∶1，考察不同的烘烤條件對(duì)漆膜固化交聯(lián)反應(yīng)的影響，從而選擇合適的烘烤溫度和干燥時(shí)間。經(jīng)過實(shí)踐表明，當(dāng)烘烤溫度在110～140℃，并干燥30min后，漆膜硬度會(huì)由，HB提高到2H，繼續(xù)升溫其硬度依然保持在2H，這說明成膜物質(zhì)的羥基與水性氨基樹脂的羥甲基、烷氧基甲基化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)完全，多種材料之間形成了附著力、柔韌性良好、耐沖擊的三維結(jié)構(gòu)漆膜。通過試驗(yàn)表明，在130℃，干燥20min時(shí)，漆膜不能完全固化，但干燥80min后，漆膜硬度一樣能夠達(dá)到2H。

通過對(duì)比試驗(yàn)表明，當(dāng)兩種樹脂的配比為6∶1～2∶1時(shí)，漆膜的綜合性能最優(yōu)，如抗沖擊、附著力、容忍性、硬度性等，其耐鹽水、耐水性、耐堿度均能夠達(dá)到168h以上，在濃度10%的酸溶液中能夠保持12h不被侵蝕。當(dāng)樹脂固體份比增加到1∶1時(shí)，漆膜的綜合性能無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。因此，在制備水性羥基丙稀酸烤漆中，兩種樹脂搭配比例6∶1～2∶1時(shí)為最佳。

5 結(jié)束語

重點(diǎn)探究了組合水性涂料制備、石墨烯水性涂料制備方法以及其性能。對(duì)于組合水性涂料來說，不同的組合形式其性能也存在差異，即色漿影響細(xì)度、基料影響遮蓋性能，需要根據(jù)施工條件合理進(jìn)行組合搭配。石墨烯作為當(dāng)今關(guān)注度非常高的材料之一，水性羥基丙稀酸烤漆具有應(yīng)用性強(qiáng)、導(dǎo)電性能好、有韌性、防腐性強(qiáng)、環(huán)保性、硬性高等優(yōu)勢(shì)。這些新型水性涂料制備方法能夠極大提高涂料性能，更是推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的巨大驅(qū)動(dòng)力。

[1] 張?zhí)m河，李堯松，王冬，等.聚苯胺/石墨烯水性涂料的制備及其防腐性能研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015，（S1）：170-176.

[2] 李桃安，毛倩瑾，鄭付營(yíng)，等.鍍銀銅粉電磁屏蔽水性涂料的制備及性能研究[J].化學(xué)工業(yè)與工程，2011，（3）：9-13.

[3] 廖海星，喻克雄，劉敏.烷氧基硅烷改性丙烯酸酯水性涂料的制備及性能研究[J].荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，（3）：1-6.

[4] 宋麗，宋宇，王亞茜.雙酚S耐黃變聚氨酯水性涂料的制備及性能研究[J].皮革與化工，2016，（4）：1-4.

Preparation and Properties of Waterborne Coatings

Liu Jian-guo

TQ630.7

A

1003–6490（2017）09–0057–02

2017–06–25

劉建國(guó)（1977—），男，江蘇沛縣人，工程師，主要從事涂料測(cè)試研究工作。