冀志远 朱伯虎 刘厚希 王东南 李志军
（北京莱恩斯涂料有限公司,北京通州,101111）
摘要： 论述了不同种类、不同结构的乳液对真石漆吸水泛白现象的影响，遴选出真石漆耐水白性能最好的乳液，并对真石漆综合性能进行了测试分析。
关键词：真石漆 乳液 耐水白
引言
天然石材由于具有色彩斑斓、纹理天成的外观而常被用作建筑装饰材料，但其缺点是质量较重，增加墙体的负重，施工复杂且易脆裂，存在许多不安全因素，这都使其应用受到了一定的限制。真石漆是采用各种颜色的石粉、建筑涂料用乳液及多种助剂配制而成的一种仿石漆，不仅具有酷似大理石、花岗石的装饰效果，而且具有较好的耐酸碱性、耐污染性，以及粘接力强、褪色轻等特点。能有效阻止外界恶劣环境对建筑物水泥基层的侵蚀，延长建筑物的寿命；施工简便，易干省时。但是碰到雨天，涂层泛白问题尚未有效解决，而乳液的泛白又是主要原因，成为了限制真石漆质量的一大因素。本研究从乳液入手分析了真石漆泛白的原因，并论述了不同种类、不同结构的乳液对真石漆吸水泛白现象的影响。
1 真石漆泛白的原因
真石漆涂层正常干燥后，涂层很容易出现遇水泛白现象，尤其是干燥初期(<24 h)，遇到下雨天气，长时间浸泡在水中，涂层就会变软发白。一方面是真石漆涂层较厚，水分挥发较慢，尤其是环境温度低(<10>80%)时，水分无法挥发完全，出现发白；另一方面是水分透过涂层，进入了漆膜内部。这些均与乳液有关，一是乳液漆膜内外存在水的活度差，其推动外部的水向内部扩散，并被漆膜中的水溶性组分所吸收；二是乳液颗粒融结成膜不完全，水分易通过乳液颗粒间隙的毛细管而渗入，特别是在乳化剂浓度较高的情况下，水分能以融结颗粒间的亲水性界面作为通道而扩散进去。
2 实验部分
2.1 主要原料及仪器设备
乳液：巴德富化工；彩砂：河北石缘矿产；成膜助剂：伊士曼化工；纤维素：三星化学；增稠剂、消泡剂、pH 调节剂：陶氏化学；防冻剂：北京东方化工；杀菌剂：托尔化学；去离子水：自制。
JFS—550 搅拌砂磨分散多用机：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
实验配方见表1。
2.3 实验过程
将乳液、水、成膜助剂、纤维素、消泡剂、杀菌剂、防冻剂和pH 调节剂按配方加到砂磨分散机中分散均匀，加入彩砂充分搅拌，用适量的增稠剂调整黏度，分散均匀，即得成品。将真石漆成品分别制板养护1 d 后做耐水白性测试（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建筑涂料标准（见表2）进行性能检测，重点检测不同乳液真石漆的耐水白性，其他技术指标符合要求。
3 结果与讨论
3.1 乳液类型
硅丙乳液真石漆耐水白性好于纯丙乳液，苯丙乳液相对较差，见图1 和表3。原因在于硅丙乳液接枝了有机硅的侧链，有机硅氧烷中的Si—O—Si 键具有疏水性，有机硅提高了乳液的耐水白性能，故真石漆耐水白性能较好。有资料显示有机硅用量越多，其吸水率越低，但是涂膜的性能也受到一定的影响，用量过多将导致涂膜透明性、光泽变差。而苯丙乳液真石漆耐水白性较差是由于苯丙乳液中苯乙烯单体较纯丙乳液中甲基丙烯酸丁酯（MBA）、甲基丙烯酸乙酯（MEA）单体在水中溶解度大，故而耐水白性能较差。
3.2 乳液单体比例
纯丙乳液A1、A2 的软硬单体比例不同，其他条件（粒径、乳化剂、聚合工艺）相同，A1 较A2 制成的真石漆耐水白性更好（见图2 和表4)，可见软硬单体的比例对乳液耐水白性有影响。乳液用单体的玻璃化温度不同，在水中的溶解度不同，添加量不同时，制备的真石漆的耐水白性也不同。硬单体赋予涂膜硬度和抗张强度，其加入的比例越大耐水白性越好，但加量过多会导致室温下难以成膜；软单体起内增塑作用，能给予涂膜附着力和柔顺性，但其加入的比例较大会使涂膜发粘，耐水白性下降。
3.3 乳液粒径
纯丙乳液A3、A4 粒径不同，其他条件（软硬单体比例、乳化剂、聚合工艺）相同。用A3 制备的真石漆耐水白性好于用A4（乳液粒径A3
表5 不同粒径乳液所制真石漆耐水白性检测结果
3.4 乳化剂
纯丙乳液A5、A6 所用的乳化剂不同，其他条件（软硬单体比例、粒径、聚合工艺）相同，A5 所制真石漆的耐水白性能好于A6 所制的真石漆，见图4 和表6。说明反应性乳化剂较阴离子乳化剂对提高乳液及真石漆耐水白性能有较大改善。乳化剂对乳胶粒径、数量、相对分子质量等均有明显影响。反应性乳化剂参与到乳液聚合的过程中，反应后残余单体少，而阴离子乳化剂不参与反应，乳液聚合后残存在乳液中，乳化剂一般都是较为亲水的表面活性剂，且难挥发，聚合物成膜时残留在漆膜中，使得漆膜耐水白性大大降低。有资料显示，乳化剂用量的增加，虽然对聚合反应有利，但漆膜的耐水白性下降。
表6 不同乳化剂乳液所制真石漆耐水白性检测结果
3.5 聚合工艺
纯丙乳液A7、A8 聚合工艺不同，其他条件（软硬单体比例、粒径、乳化剂）相同，采用不同合成工艺聚合的乳液聚合物制漆成膜后，漆膜的耐水白性能不同，见图5 和表7。A7 真石漆耐水白性能较A8 好，A7 为无皂聚合纯丙乳液，A8 为普通纯丙乳液。无皂乳液聚合是指不加乳化剂或加入微量乳化剂（其加量小于临界胶束浓度CMC）的乳液聚合过程，但少量乳化剂所起的作用与传统的乳液聚合完全不同。传统乳液聚合方法中，小分子乳化剂仅起稳定作用，并不参与聚合反应，反应结束后乳化剂以物理吸附的方式附着在乳胶粒表面，这容易受外界环境影响而发生解吸，在成膜过程中，乳化剂趋向于迁移到膜的界面，由此降低了涂膜的耐水白性。无皂乳液聚合没有乳化剂，乳胶粒子主要通过结合在聚合物链或其端基上的离子基团、亲水基团等稳定存在，从而大大提高了乳液漆膜及真石漆漆膜的耐水白性。
表7 不同聚合工艺乳液所制真石漆耐水白性检测结果
4 结语
真石漆正处于一个发展的良好时机，而真石漆的耐水白性问题又是限制发展的一大因素，本文从真石漆用乳液入手，在机理方面阐释了真石漆乳液泛白的原因，并探讨了聚合物类型、乳液单体、软硬单体比例、粒径、乳化剂、聚合工艺等多种因素影响，通过上述实验可知，有机硅改性、适当提高硬单体比例、粒径细、不加乳化剂或加入微量乳化剂、采用特殊聚合工艺均能够改善真石漆的吸水泛白现象，这对提高真石漆耐水白性能的研究及应用拓宽了思路。
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