外墻涂料作為外保溫系統(tǒng)中的重要組成部分,因其獨(dú)特的優(yōu)勢,具有巨大的發(fā)展空間。但外墻涂料要在外墻裝飾中唱主角,還面臨著巨大的考驗(yàn),必須具有較高的耐久性,才能適應(yīng)當(dāng)前建筑技術(shù)發(fā)展的需求,即要求涂料的飾面裝飾效果不隨時(shí)間的流逝而很快下降,要能夠抵御外界各種污染,這就要求外墻涂料具有高耐候保色性和高抗沾污能力,這也成為外墻涂料發(fā)展的一個(gè)重要方向。
一、耐候保色性
外墻涂料長期暴露于戶外,受到風(fēng)吹、雨淋和日曬,經(jīng)過一段時(shí)間后,飾面的外觀會(huì)發(fā)生粉化、變色、褪色、失光等現(xiàn)象。目前,國家對(duì)高性能外墻涂料的耐候保色要求一般是8-10年以上,但國內(nèi)涂料廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品很多不能達(dá)到這么高的要求。涂膜的粉化、褪色和變色與涂料的基料和顏料有著密切的聯(lián)系。
二、基料與耐候保色性
基料對(duì)涂料的性能起著決定性的作用。外墻飾面受紫外線、日曬及雨水的作用會(huì)逐級(jí)劣化,其中紫外線的影響最大。它能使基料聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變質(zhì)。如果乳液聚合物含有聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯和聚丁二烯等成分,受到紫外線照射后,很容易發(fā)生主鏈斷裂、分子間交聯(lián)或降解反應(yīng)。這樣基料中聚合物因交聯(lián)或降解會(huì)引起涂膜物性的變化:分子間交聯(lián)會(huì)使延伸性降低,而主鏈斷裂會(huì)降低涂膜的強(qiáng)度,最終導(dǎo)致外墻涂料的泛黃或粉化。在配制高性能外墻涂料時(shí)應(yīng)注意選擇耐候性優(yōu)異的乳液作為基料。硅改性丙烯酸乳液和水乳型聚氨酯是目前發(fā)展最快、最具開發(fā)前景的涂料基料品種。這些基料聚合物分子間較高的化學(xué)鍵能和特殊的分子結(jié)構(gòu)決定了它們具有優(yōu)異的抗老化性能,有的抗老化性能達(dá)到20年以上,完全能夠滿足高性能外墻涂料對(duì)基料耐候性的要求。此外,乳液的耐候性還跟乳液中乳液顆粒的尺寸和乳化體系緊密相關(guān)。乳液顆粒越細(xì),所形成的涂膜越完善,其耐候性相應(yīng)地也較優(yōu)良。在乳液中加入一定量的紫外線吸收劑,可以減少紫外線對(duì)涂膜的損傷。
三、顏料和耐候保色性
涂料的涂膜主要由基料聚合物和顏料構(gòu)成。因此這兩種主要物質(zhì)的種類和比率決定著涂膜的結(jié)構(gòu)和物性。在涂料配方中,若顏料體積濃度(PVC)低于臨界PVC,顏料粒子就分散在基料聚合物中形成“海—島”結(jié)構(gòu);但如果PVC超過臨界PVC,基料聚合物就不能將顏料粒子間的空隙完全充滿,顏料粒子松散堆積,其間出現(xiàn)空隙,涂膜的耐洗刷性、耐污染、耐候性急劇下降。同類乳液品種PVC越低,光澤越高,耐候性、保色性越差。所以,在配制高性能外墻涂料時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制顏料體積濃度盡量小于臨界PVC,保證涂膜的完整。
顏料的主要作用就是使涂膜具有一定的遮蓋力和呈現(xiàn)不同的色彩,因此要使涂膜具有優(yōu)異的耐候性,顏料就需具有較好的遮蓋力和著色力、較高的分散度、鮮明的顏色以及對(duì)光的穩(wěn)定性等。耐候性優(yōu)異的白色顏料不僅自身的顏色始終如一,而且能吸收大量紫外線,減輕紫外線對(duì)基料或其他彩色顏料的破壞作用,提高涂膜的耐候保色性。白色顏料中應(yīng)用最廣、效果最好的是金紅石型鈦白粉。
彩色顏料中無機(jī)和有機(jī)顏料均在使用,但從涂膜的耐候性能考慮,一般使用無機(jī)顏料比較適合。無機(jī)顏料的耐光性和耐候性一般優(yōu)于有機(jī)顏料,目前在外墻涂料中主要采用耐候性優(yōu)異的鐵系顏料。
另外,在高性能涂料中應(yīng)盡量避免使用易粉化的填料,而使用具有較好耐候性及酸堿穩(wěn)定性的填料。應(yīng)用效果較好的有沉淀硫酸鋇、石英粉、云母粉和硅灰石粉等。
四、耐污染性
高耐污染性是外墻涂料十分重要的性能指標(biāo)。外墻涂料發(fā)展緩慢,一個(gè)重要的原因就是涂層的耐污染性不理想,效果不能持久。因此,高性能外墻涂料需要解決的一個(gè)重要問題就是設(shè)法提高涂層的抗沾污性,使涂層對(duì)污染介質(zhì)有抵御能力。涂料抗沾污性能不良的原因主要有:涂料配制過程中一般都要使用乳化劑和各種助劑,隨著時(shí)間的推移,涂層中的這些低分子物質(zhì)會(huì)揮發(fā),使涂層中留有大量的孔隙。就微觀結(jié)構(gòu)而言,與溶劑型涂料相比較,乳膠漆涂層含有大量的微孔,且表面比較粗糙,呈現(xiàn)出凹凸不平。大氣中的塵埃在重力的作用下容易沉積,對(duì)涂層色彩形成不同程度的遮蓋。下雨時(shí),塵埃隨同雨水在毛細(xì)作用下侵入涂層,水分蒸發(fā)后,塵埃微粒繼續(xù)留存于微孔內(nèi),這將會(huì)對(duì)涂膜的裝飾效果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
從裝飾功能來看,建筑油漆涂料色彩絢麗、多姿多彩的裝飾效果,符合當(dāng)今人們個(gè)性化的追求。其次,它容易更新且成本較低,人們可以很方便地重新涂飾,滿足建筑外裝飾長久長新的需要;再次,從施工來考慮,建筑涂料能方便、快捷地涂覆在建筑物上,施工效率高,無安全隱患。