纤维素醚对真石漆耐水白性能的研究

冀志远，刘厚希，张道甜，王东南（北京莱恩斯涂料有限公司，北京通州101111）

0 引言

真石漆是以天然花岗岩、碎石和石粉为骨料，以合成树脂乳液为基料并辅以多种助剂配制而成的合成树脂乳液砂壁状建筑涂料，具有天然石材的质感和装饰效果，在高层建筑外墙外装饰工程中，深受广大业主和建设者的青睐。但是遇到下雨天，吸水泛白又成为真石漆的一大弊端。其中固然有乳液的很大原因，但纤维素醚等大量亲水性物质的加入，大大增加了真石漆膜的吸水性能。本研究从纤维素醚入手，分析了纤维素醚的用量、相对分子质量和改性类型对真石漆吸水泛白现象的影响。
 

1 真石漆吸水泛白机理

真石漆涂层干燥后易出现遇水泛白现象， 尤其是干燥初期(12 h)，遇到下雨天气，经过雨水长时间冲刷，涂层就会变软发白。原因一是乳液吸水导致，二是纤维素醚等亲水性物质所致。纤维素醚具有增稠、保水等作用，由于大分子的缠绕，溶液的流动不同于牛顿流体，而是表现出一种随剪切力改变而变化的行为， 即具有较高的触变性，能改善真石漆的施工性能。纤维素是由D-吡喃型葡萄糖基（失水葡萄糖）组成，简单分子式为(C6H10O5)n，结构式如图1 所示。纤维素醚是由纤维素醇羟基与烷基卤化物或其他醚化剂在碱性条件下生成的。图2 为羟乙基纤维素醚结构，纤维素分子链上平均每个失水葡萄糖单元被反应试剂取代的羟基数目称为取代度，2、3、6 位羟基全部被取代，取代度最大为3。纤维素醚分子链上的游离羟基可以相互作用形成氢键，也可以与水作用形成氢键。纤维素醚的吸水保水对真石漆吸水泛白有直接影响。纤维素醚的吸水保水性能取决于纤维素的取代度、取代基以及纤维素醚本身的聚合度。

2实验部分

2.1 实验仪器及设备

JFS—550 稳速搅拌、高速分散、砂磨多功能机：上海赛杰化工设备有限公司；JJ2000B 型电子天平：常熟市双杰测试仪器厂；CMT-4200 电子万能试验机：深圳三思实验设备有限公司。

2.2 实验配方

真石漆实验配方如表1 所示。

2.3 实验过程

将水、消泡剂、杀菌剂、防冻剂、成膜助剂、纤维素、pH 调节剂和乳液按配方加到分散机中均匀分散，然后加入彩砂充分搅拌，再用适量的增稠剂调整黏度，分散均匀，得到真石漆。

将真石漆制板，养护12 h 后做耐水白测试（浸水4 h）。

2.4 性能检测

依据JG/T 24—2000 《合成树脂乳液砂壁状涂料》（见表2）进行性能检测，重点检测不同羟乙基纤维素醚真石漆的耐水白性能，其他技术指标需符合要求。

3 结果与讨论

根据羟乙基纤维素醚的性能特点，重点研究了羟乙基纤维素醚用量， 相对分子质量和改性方式对真石漆耐水白性的影响。
3.1用量的影响

随着羟乙基纤维素醚用量的增加，真石漆耐水白性能逐渐变差，见图3 和表3。纤维素醚用量越大，游离羟基数量越多，与之形成氢键的水越多，真石漆漆膜吸水率上升，耐水性能降低。漆膜中的水分越多，表面越容易泛白，故耐水白性能越差。

3.2 相对分子质量的影响

当相对分子质量不同的羟乙基纤维素醚用量相同时，相对分子质量越大，真石漆耐水白性能越差，见图4 和表4，说明羟乙基纤维素醚相对分子质量对真石漆耐水白性能有影响。这是因为化学键＞氢键＞范德华力，纤维素醚相对分子质量越大，即聚合度越大，葡萄糖单元相互结合形成的化学键越多， 再与水形成氢键后整个体系互相作用力越大，吸水保水能力越强，造成真石漆耐水白性能越差。

3.3 改性方式的影响

图5、表5 的测试结果表明，非离子疏水改性好于原样，阴离子改性最差。非离子疏水改性纤维素醚，通过在纤维素醚分子链上接枝疏水基团， 通过氢键结合水及分子链缠绕实现水相增稠的同时， 降低了体系的疏水性能从而使真石漆疏水性能提高， 耐水白性能变好。阴离子改性纤维素醚由纤维素与多羟基硅酸盐改性而成，提高了纤维素醚的增稠效率、抗流挂性能和抗飞溅性能，但其离子性较强，吸水保水能力提高，真石漆耐水白性能变差。

4 结语

真石漆吸水泛白受纤维素醚用量、相对分子质量、改性方式等多种因素影响，实验结果显示，适当降低用量、选用低相对分子质量且高效增稠、疏水改性的纤维素醚可以改善真石漆的吸水泛白现象。