真石漆墙面“泛白”的弊病分析与解决办法——乳液篇

□ 林 喆1，郭伟，宫勋2

(1.山东嘉达新建材产业发展有限公司，山东菏泽 274000；2.山东潍坊佳多丽漆业有限公司，山东潍坊 261000)

0 前言

天然彩砂真石漆，有保色性好、质感强烈、能够弥盖墙体的细微裂纹、施工效率高等特点。辅以适当的分割线，可以达到方砖或者瓷片的展示效果，如果彩砂中搭配岩片更可以达到仿石材的效果，以假乱真，所以它被用作石材的廉价替代者。目前的建筑外墙体，多数采用了保温板作为保温层的节能型墙体，这就大大增加了墙体裂纹存在的可能性，相比普通弹性乳胶漆，天然彩砂真石漆的涂层更厚，弥盖性越强，而且不会由于涂层裂纹渗水而变色，故得到了大量的应用。
 

1 真石漆涂层最常见弊病——泛白

真石漆虽然具有涂层厚、弥盖性强的特点，但是很容易出现涂层遇水泛白的情况。

1.1 涂层水白

表现为：真石漆涂层在正常干燥半年后，还存在着耐水性不良的情况，遇到连续下雨天气，长时间浸泡在水中的涂层就会出现发白变软、颜色变浅的情况，虽然在天气转晴、涂层干燥后颜色又基本恢复到原来状态，但是往复多次，颜色往往也会发生较大的变化，如图1所示。

1.2 涂层低温干燥不良发白

在温度稍低、湿度稍大的情况下，涂层干燥后发白。情况严重时，即使在同1个施工日，不同施工时段施工的涂层颜色会有大的差别。如图2所示。

图2样板是在山东11月份的气候下喷涂的，样板的上半部分是在16：00点喷涂，室外气温15 ℃，干燥1.5 h后日落，夜晚温度0～10 ℃；下半部分是在9：00点喷涂，室外气温15 ℃，干燥8.5 h后日落；图片是在全部干燥2周后拍摄。

1.3 原因分析

涂层干燥良好情况下(正常气温20 ℃以上，干燥3个月以上)，遇到连续下雨天气，发生了局部或者全部的发白现象，说明涂层被水浸透而出现了发白，天气转晴后，涂层基本恢复原样，怀疑是乳液自身的耐水白性不良，容易出现浸水发白的现象。涂层在不同的温度下干燥，出现了颜色的差异，说明涂层干燥较慢，在未完全干燥的情况下，环境温度的降低，使得涂层中的水汽无法完全蒸发，被封闭在涂层里，出现了发白现象。
上述两种情况的发白，均与乳液自身的性能有关系。乳液膜浸水发白，主要来自于乳液中内含的乳化剂发白，可以通过低皂聚合的方法，降低乳液中的乳化剂含量来改善；而乳液膜干燥不良发白，则说明乳液的干燥速度太慢，水分子释放太慢，可以通过在乳液合成中增加有机硅基团来改善。
 

2 试验部分

2.1 原材料与主要仪器设备

2.1.1 主要原材料

丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)、苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、过硫酸铵(APS)、pH值缓冲剂、保护胶体、乳化剂1、乳化剂2，以上所有原料均为工业级。

2.1.2 主要仪器设备

电动变速搅拌机、恒温水浴锅、蠕动泵、电子天平、冷凝器、温度计、DSC1差示量热扫描仪(托利多-梅特勒)、气相色谱仪(安捷伦)、最低成膜温度仪。

2.2 低皂硅丙乳液的合成

2.2.1 低皂种子乳液的制备

在带有变速搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计的四口瓶中，将部分复合乳化剂和定量的去离子水加入反应器中，搅拌加热，升温至80 ℃，加入过硫酸铵水溶液和3%的BA、2-EHA、ST、MMA、MAA的混合单体，升温至88 ℃，保温20 min，合成低皂种子乳液。

2.2.2 低皂硅丙乳液的制备

在带有变速搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计的四口瓶中，将种子乳液升温至84 ℃左右，在搅拌过程中以连续滴加的方式将剩余的混合单体及KH-550、KH-570，以及余下的过硫酸铵加入种子乳液中，大约4 h滴完；然后在87 ℃恒温60 min后，降温至70 ℃左右，加入氨水氨化至pH值为6～9，再降温至35 ℃以下，得到低皂硅丙乳液，装桶。
 

3 结果与讨论

3.1 乳液基础性能测试（见表1）

3.2 耐水白性和低温干燥抗泛白性测试

将低皂硅丙乳液在真石漆中应用，并测试其耐水白性和低温干燥抗泛白性。

3.2.1 真石漆配方（见表2）

乳液方面，除了采用低皂硅丙乳液外，还采用了市售常见的8支乳液(报价比较接近)作对比，对比乳液依据厂家说明其类型见表3，并对真石漆配方做了适当的调整。通过调整成膜助剂的添加量，使对比乳液的玻璃化温度达到完全一致。

3.2.2 真石漆涂层浸水试验结果

样板制作完毕，放置于室温25 ℃下干燥48 h，然后浸泡于水中12 h后取出，检查初始状态及复原状态，结果如图3所示。

从图3可以看出，采用低皂硅丙乳液制得的样板，在水中浸泡后，泛白趋势最小。之所以不能完全消除泛白，主要还是由于配方里的增稠剂体系导致泛白。

3.2.3 真石漆低温干燥试验结果

同上面的测试一样，样板是在山东11月份的气候下喷涂的，样板的上半部分是在16：00点喷涂，在室外气温15 ℃的情况下，干燥1.5 h后日落，夜晚温度在0～10 ℃；下半部分是在9：00点喷涂，在室外气温15 ℃的情况下，干燥8.5 h后日落；图4是在全部干燥14 d后拍摄；可以看出，上下两部分的颜色已经看不出差别。

3.3 试验结果分析

从浸水试验来看，硅丙类型的乳液，耐水白性都要稍好一些，究其原因，还是在于接枝了有机硅的侧链后，乳液整体的耐水性上升，故耐水白性稍好，根据含硅量的不同，耐水白性会有一些差异。纯丙自交联乳液，由于交联的程度不可能太高，故涂膜很容易被泡透，耐水白性都比较差。样品5——冷拼硅丙乳液，耐水白性最差，这说明，虽然冷拼了含硅物质，但由于这种含硅物质并不是真正参与到乳液的成膜中，而只是在涂膜里面无序的排列，故对涂膜的耐水性帮助不大。低皂硅丙乳液，耐水白性最好，主要是由于乳液内基本上不含乳化剂，故涂膜的吸水率很低，接枝了有机硅后，则进一步提高了涂膜的耐水性，故其耐水性最好。同时由于这两个特点，使得乳液在干燥的时候，水释放速度快，因而改善了低温干燥抗泛白性。
 

4 结语

低皂硅丙乳液的合成过程中，采用了反应型乳化剂乳化和接枝有机硅的工艺，乳化剂在合成过程中参加到聚合反应中，故得到的乳液乳化剂含量极低，而接枝的有机硅具有很强的疏水性，这就使乳液涂膜的吸水率大大降低，同时提高了乳液干燥时的水释放能力，这明显地改善了乳液涂膜的浸水耐水白性和低温耐水白性。采用低皂聚合硅丙接枝的方法制得的乳液，在解决真石漆涂层浸水泛白以及涂层干燥不良泛白的问题上，迈出了一大步，再配合配方体系增稠部分的微调，就可以基本解决真石漆泛白的问题。