乳胶漆的基础知识.ppt

主讲人：Gloria时 间：110620,乳胶漆的基础知识,目 录,概述原材料现代乳胶漆配方中各组分的作用及其相互关系底涂内墙乳胶漆外墙乳胶漆内、外墙涂料的对比乳胶漆配方设计举例乳胶漆的基本性能乳胶漆的基本概念乳胶漆的施工知识,1 概述,1.1 定义涂料：是一种可流动、或可溶的混合物。它涂覆在底材上后，可以转化成一层薄的固体薄膜，能起到保护、装饰、标志或特殊功能作用，如隐藏不规则的表面，调节光线或热辐射等性能。乳胶漆：以合成树脂乳液为基料，以水为分散介质，加入颜料、填料和助剂，经一定工艺过程制成的涂料。,1.2 涂料的功能,保护功能：墙体保护（隔绝水汽、酸雨和紫外线 对混凝土的侵蚀作用）装饰功能：美化特种功能：防火、保温,1.3 涂料的主要成分,成膜物质-树脂、乳液等 颜料、填料-钛白粉、有色颜料、碳酸钙、滑石粉等溶剂-有机溶剂、水等助剂-各种化学添加剂,乳胶漆的组成,基料合成乳液 颜填料颜料无机颜料有机颜料填料助剂 分散剂 润湿剂 增稠剂 防冻剂 成膜助剂 消泡剂 防腐防霉剂,1.4 乳胶漆的成膜机理,1.5 乳胶漆的性能特点,良好的附着力（好涂料的基本要求）抗开裂 透气性 耐擦洗抗污性 抗UV紫外线辐射 耐水 防霉菌生长,1.6 乳胶漆的局限性,环境：贮存、施工和成膜质量受环 境影响热塑性：有限的抗压痕和抗粘连性硬度：受到良好的成膜需求的限制附着力：对困难低材的附着力有限,2 原材料,基本成分：粘接剂（乳液）：干膜固体成分 颜料：干膜固体成分 助剂 载体（水和共溶剂）,2.1 聚合物乳液,乳胶漆的基料（成膜物质）；主要提供涂膜的耐水性和耐候性以及保色性等性能，是涂料生产过程中最主要的原料成分之一；高分子聚合物微粒在水中的分散体；通常是乳白色的；聚合物微粒直径一般在50到1000nm之间；固体含量在30%到70%之间；典型的分子量在5000001000000之间。,乳液作用机理,它们在干燥过程中会形成一个透明的涂膜，而起到把各种粉体或一些颜料粘结固定在基材上的作用。这种原料的好坏就直接关系到涂料的附着力、耐水性、耐候性、以及保色性等最基本性能，在具体的涂膜试验数据中它不但可以反应出涂层的耐洗刷性、抗黄变性、附着力、以及耐沾污等试验性能指标，而且可以看出它对各种粉体的包裹性，也就是涂膜的致密度，更重要地是保证了涂料对基材的附着力，没有优良的附着力，也就根本谈不上涂料对墙体的装饰和保护功能。,所以，好的乳液就是乳胶漆原料中最关键的组分之一，如果乳液差就可能造成涂膜的粉化、脱落、退色、开裂、使用年限短等一系列的质量问题，从而造成一些损失。,内、外墙乳胶漆乳液选择,对于内墙乳胶漆，一般可选用苯丙乳液、醋丙乳液、醋叔乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，选用较多的是苯丙乳液。对于外墙乳胶漆，硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液、醋叔乳液均可选择，选用较多的是纯丙乳液。,苯丙乳液的特点,苯丙乳液中含有苯乙烯单体，可以提高乳液的耐水性和光泽，并降低成本。因为苯丙乳液中含有苯乙烯单体，会导致漆膜易开裂、粉化、褪色。,纯丙乳液的特点,用于高质量的外墙漆：更好的附着力，更好的耐水性、耐碱性、耐候性、耐沾污性。用于高质量的内墙漆：更好的耐起泡性、耐开裂性和剥落性，防霉性好，耐水耐碱。,聚合物乳液的分类和选择,乳液的比较,乳液对增稠剂的影响：乳液粒径 乳液类型 乳液的亲水性选用需要考虑的因素：单体组成，玻璃化温度，粒径，分子量，功能性，表面活性剂类型,2.2 颜料和填料 颜料,颜料是天然或合成的，无机或有机的不溶于水的分散状态的固体颗粒，它们可以分散在液体中制作涂料，可以着色，也可以提供诸如遮盖、硬度、耐久及抗刮伤能力等重要性能。狭义的颜料指白色和着色颜料 广义的颜料还包括体质颜料（填料）,无机颜料 黄色颜料（氧化铁黄；中铬黄；镉黄）红色颜料（氧化铁红；钼铬红；镉红）蓝色颜料（群青；铁兰；钴兰）绿色颜料（氧化铁绿；氧化铬绿）白色颜料（钛白；锌钡白；氧化锌）黑色颜料（炭黑；氧化铁黑）棕 色（氧化铁棕）,有机颜料 酞菁兰酞菁绿酞菁红耐晒黄大红粉,颜料的作用,提供白度和颜色遮盖力主要靠颜料为涂料提供固体体积影响涂料的光泽、硬度、耐久性及抗划伤能力,填料,填料又被称为体质颜料，但不能提供明显的颜色和遮盖力，其主要作用是提供低成本的固体体积，降低乳胶漆的成本，并可影响某些性能如光泽、耐擦洗性和保色性。常用的填料有碳酸钙，高岭土，滑石粉，二氧化硅，硅藻土，云母,颜料、填料的特点,金红石型钛白粉遮盖力是最好的，且比锐钛型钛白粉耐久性好（纯TiO2光化学活性高，容易导致聚合物降解，因此需要被包裹起来，即表面包膜处理）；小粒径颜填料有助于提高光泽和遮盖力，但同时会导致粉化和褪色问题；大粒径颜填料会降低光泽；遮盖聚合物有良好的遮盖力、保色性，并能够降低涂料的密度；氧化锌有助于增加遮盖力，并且可以用作防霉剂和耐沾污助剂，但容易导致稳定性问题；立德粉吸油量低、耐碱性和化学稳定性好，但立德粉配方平衡费力、遮盖力低、耐光耐候性差，易使涂膜粉化；,碳酸钙价格低，有良好的保色性，但不耐酸雨，易导致起霜；石英砂能提高漆膜耐擦洗性能，但对生产设备磨损较大；重晶石能够增加涂料的密度和耐擦洗性能；云母能提高耐污渍和耐擦洗性能；硅灰石可以提高涂料的pH值，赋予涂料良好的流变性和耐擦洗性能，并且具有消光作用；硅藻土具有很强的消光作用；霞石、花岗石和长石具有优异的户外耐候性，但用于调色漆容易导致漆膜起霜。,乳胶漆常用填料的品种及主要特性,2.3 助剂,大多数涂料含有一种或多种助剂。助剂的特点是在配方中用量少，但是单价高。乳胶漆助剂的通常用量是涂料总量的5%8%。助剂可以改善涂料的许多性能，并能提供本来没有的特点性能，如施工性能和改善外观。,乳胶漆常用的助剂,增稠剂流变改性剂表面活性剂（润湿剂）分散剂消泡剂防微生物剂防冻剂成膜助剂等,选择助剂时需注意：,助剂与基料之间的相容性；助剂与助剂之间的协同性；用助剂协调涂料性能要求之间矛盾的平衡性。,增稠剂,无机增稠剂非缔合型增稠剂：纤维素醚类、碱溶性丙烯酸乳液缔合型增稠剂：疏水改性碱溶性丙烯酸乳液、非离 子型聚氨酯、疏水改性纤维素醚类增稠剂的选择：配方参数，乳液类型，性能要求，涂料类型，外墙涂料耐久性，成本,各种增稠剂性能对比,表面活性剂,表面活性剂是一类具有表面活性的化合物。溶于液体（特别是水）后，能显著降低溶液的表面张力或界面张力，并能改进溶液的增溶、乳化、分散、渗透、润湿、发泡和洗净等能力。如果不出现问题（润湿、展色、稳定性），尽量少用 根据离子类型分为离子型和非离子型。,分散剂,分散剂是在颜料的分散过程中帮助润湿，降低浆料粘度使分散容易，并且使分散后的颗粒稳定地悬浮在液体中的助剂。作用机理：电荷稳定 空间稳定,消泡剂,消泡剂是指能在泡沫体系中产生稳定的表面张力不平衡、破坏发泡体系表面粘度和表面弹性的物质。消泡剂不管以何种方式破坏泡沫的稳定性，首先都必须自发进入液膜内并在界面上迅速铺展、分散，才能改变液膜的界面性能，最终导致膜的破裂。消泡剂需要考虑性价比和相容性；矿物油类消泡剂适用于大多数配方，而有机硅类消泡剂特别适用于高光和半光配方,防微生物剂,防腐剂：防止涂料在罐内微生物的生长防霉防藻剂：防止霉菌和藻菌在漆膜表面生长 罐内微生物污染对乳胶漆性能的影响：降低粘度，降低PH值，变色，结块，破乳，明显的微生物生长，发臭，浑浊，涨罐 漆膜表面长霉长藻对性能的影响：细菌会导致其它微生物开始繁殖，藻类使得漆膜外观改变，霉菌导致漆膜变色和破坏,成膜助剂,保证乳胶漆成膜的关键原料；根据乳液的最低成膜温度和成膜助剂的效率确定最佳用量；成膜助剂是乳胶漆中VOC的最主要来源。酯醇溶剂TEXANOL是常用的成膜助剂，可协助乳胶漆在低温下形成良好的涂膜。,水和助溶剂,乳液是乳胶漆的成膜物质，水是乳胶漆的分散介质，应该注意其质量。尤其是多价离子和细菌，长期在水箱中静置的水要杀菌处理后才能用，尤其是在天热时；还有铁锈和杂质，应过滤掉；助溶剂的选择应注意性能与环保的统一，如目前的趋势是用丙二醇，尽管乙二醇性能不错；水和助溶剂是颜填料和粘结剂的载体；提供合适施工的粘度和涂装性能；水用作稀释剂，但不能过分稀释，因为过分稀释会破坏涂料体系的稳定性，影响涂料的抗开裂、遮盖力、流动性、流平性、光泽、流挂,3 现代乳胶漆配方中各组分的作用及其相互关系,增稠剂，在配方中的作用是增稠，提高乳胶漆在制造和施工过程中的外相粘度，并控制乳胶漆的最终粘度。HEC保水性好，能延长开放时间。不同类型的增稠剂搭配使用，可使乳胶漆的粘度曲线较符合实际要求。乳胶漆中加入乙二醇或丙二醇，一是防冻作用，提高乳胶漆的低温稳定性；二是调节乳胶漆干燥速度，延长湿边时间，防止产生接痕。分散剂，促进颜填料分散稳定。使气固界面至液固界面，降低表面张力，使颜填料较好的湿润，提高其分散稳定性。非离子表面活性剂和阴离子分散剂的搭配使用有利于提高系统稳定性。,消泡剂，一般在打浆和调漆阶段分别加入1/2。必须用尽可能少的消泡剂量来控制泡沫，过量的消泡剂会导致施工时缩孔。钛白粉，其作用是提供涂膜遮盖力，金红石型的钛白粉价格高，在达到要求的情况下，能少用尽量少用。填料，它们的主要作用是降低成本，增加涂膜的体积，改善乳胶漆及其涂膜的性能。填料的折射率与涂料基料的折射率差不多，它们本身几乎没有遮盖力；但它们很细，具有位隔作用，能提高钛白粉的遮盖效率。乳液，是乳胶漆的最重要的组分。作为粘结剂，把乳胶漆各组分黏结在一起，形成涂膜，同时又使涂膜附着在基面上。在低速搅拌下加入乳液是防止其破乳而影响乳胶漆的性能。,成膜助剂，其作用是降低乳胶漆的成膜温度，使乳液在施工的温度、湿度等条件下，尤其是冬天，形成连续膜。随着成膜过程的进行，成膜助剂会逐渐挥发，乳胶漆的最低成膜温度逐步升高，涂膜不断变硬，直至成膜过程结束。高浓度的成膜助剂易使乳液絮凝，需注意。成膜助剂的用量可根据其降低聚合物最低成膜温度的能力和对乳胶漆最低成膜温度的要求来确定，一般为乳胶漆总量1.5%3%。pH调节剂，起调节pH值的作用。乳胶漆一般是偏碱性的，这使碱增稠剂充分发挥增稠作用，也有利于乳胶漆的防腐。防腐剂，乳胶漆是以水为分散介质，不加防腐剂，则在储存期内要变质，尤其是以纤维素为增稠剂的乳胶漆。防腐剂的用量一般为0.15%。防霉剂可根据防霉要求，加或不加，或加多少。,4 底涂,底漆主要的作用有：加固基层，降低并均匀基层吸水性，提高中涂层在基层上的附着力，封闭作用。底漆性能必须通过行业标准；根据需要选择清漆型和有色底漆，封闭底漆宜用清漆型；选用表面张力适中、粒径小、耐碱性强、渗透性高、附着力好、封闭作用佳的底漆；慎重选择粉料，可试验筛选；选用效率高、疏水性强的分散剂；选用流动性和渗透性好的高效增稠剂；成膜助剂的量要足够；PVC不宜过高，一般不超过45%，清漆最佳。,5 内墙乳胶漆,内墙涂料的主要功能是装饰和保护室内壁面，使其美观、整洁。目前内墙涂料的设计向两个方向发展：低VOC和耐污渍性好。内墙涂料要求涂层质地平滑、细腻、色彩柔和；要有一定得耐水性、耐碱性、抗粉化性，耐擦洗性和透气性好；施工方便、贮存稳定性好，价格合理；耐污渍性好。内墙乳胶漆的PVC一般为40%-80%。,内墙乳胶漆的性能特点,内墙涂料必须具备的性能:施工性能（易施工、易处理）装饰性能（易调色、出效果）保护性能（能持久、可擦洗）内墙涂料的特点:比较强调施工性能，涂料的质量好坏往往 可以体现在施工方面遮盖力是内墙涂料的重要指标内墙更强调色彩的搭配和环保特性在耐擦洗、白度和手触感方面更受关注,内墙乳胶漆-低档产品,产品结构一般是乳液量较少，颜料（钛白粉）很少，填料较多；光泽低，均为哑光（60度光泽3以下）；涂刷面积较少；耐擦性和耐污性一般；色彩实现性差（一般不调深色）；综合性能一般，而且只能实现某项性能；施工宽容度好；对墙体的保护性能较差。,内墙乳胶漆-中档产品,产品结构一般是乳液与颜填料的体积含量相当；光泽相对较低，一般均为哑光（60度光泽5以下）；涂刷面积较大；耐擦性不错，但耐污性一般，而且污物有渗透到 漆膜当中的可能；色彩实现性好（深颜色相对高档产品略差）；综合性能较好，但往往某项性能会更加突出；施工宽容度好；对墙体的保护性能较好。,内墙乳胶漆-高档产品,产品结构一般是乳液量比较大，颜料（钛白）多，填料少；光泽相对较高，而且消光是一个比较难的课题；涂刷面积相对较大；对产品的配套性有所要求（配套使用效果更好）；耐擦性和耐污性好，而且污物较难渗透到漆膜当中；色彩实现性非常好（无论颜色深浅）；综合性能好，而且各项性能可以同时体现；对施工的要求也比较高；对墙体的保护性能好。,水性内墙国标GB/T 9756-2009,GB 18582-2008内墙涂料中有害物质限量,6 外墙乳胶漆,外墙乳胶漆色彩丰富多样，需保光、保色性强；要有优良的耐水性、抗污性；耐候性高，在日晒、雨淋、风吹、温变的漫长老化作用下，涂层不应出现龟裂、脱落、粉化、变色等现象。外墙涂料有以下几个重要性能：可调色性、涂层抗水抗渗透性、耐沾污性、涂层耐温变性（冻融稳定性）、耐久性等。外墙乳胶漆的PVC一般为50%-60%，通常60%左右。目前外墙涂料的设计向两个方向发展：寿命长和有好的弹性。,外墙乳胶漆的性能特点,外墙涂料必须具备的性能:保护性能（持久性、耐化学品性与机械性能）装饰性能（易调色、特殊效果）施工性能（能厚涂、特殊涂装）外墙涂料的特点:非常强调保护性能，涂料的质量好坏往往需要一定时间之后才得以比较;耐候性是外墙涂料的重要指标，遮盖力反而不显的很重要;外墙也强调色彩的搭配;在耐沾污、耐化学品性能和机械性能方面也备受关注。,外墙乳胶漆-低档产品,产品结构一般是乳液略比颜填料的体积含量低一些；涂刷面积一般；良好的耐水性、耐沾污性和一定耐候性，也可以通过表面改性防止污物沾上漆膜；色彩实现性一般（不宜调深色）；对墙体的保护性能一般；外墙不适宜使用很低档的产品；2-3年以上使用寿命。,外墙乳胶漆-中档产品,产品结构一般是乳液与颜填料的体积含量相当；涂刷面积一般；良好的耐水性、耐沾污性和耐候性，也可以通过表面改性防止污物沾上漆膜；色彩实现性较好（深色较高档产品略差）；综合性能较好，但只能突出个别性能；施工要求较高；对墙体的保护性能较好；5年以上使用寿命。,外墙乳胶漆-高档产品,产品结构一般是乳液量高于颜填料的体积含量；涂刷面积较大；优异的耐水性、耐沾污性和耐候性，而且可以通过表面改性防止污物沾上漆膜；色彩实现性好（无论颜色深浅）；综合性能好，特别在耐化学品及机械性能方面突出，以确保户外性能；施工要求高；对墙体的保护性能好；10年以上使用寿命。,水性外墙国标GB/T 9755-2001,7 内、外墙涂料的对比,内墙涂料强调环保和表面效果，外墙涂料强调保护性能。主要体现在配方结构、底材处理、产品配套和漆膜厚度等方面；内墙涂料在色彩方面需要考虑的因素较多，如室内的整体搭配，局部的点缀，与灯光的协调性，与不同功能房间的适应性等等；而外墙涂料主要考虑与周围环境的搭配和局部的点缀；功能性方面各有侧重。内墙更注重耐擦洗、抵御人为的污迹和装饰效果；外墙则更注重耐候性、抵御自然的污迹和特殊装饰效果。,8 乳胶漆配方设计举例 乳胶漆配方设计基本思路,内墙还是外墙？价格和品质指标；确定乳胶漆的光泽；选择符合性能要求的乳液；根据乳液的最低成膜温度选择成膜助剂的用量；选择符合光泽和遮盖要求的颜填料（颜料、填料、遮盖聚合物）；明确施工方法、流动和流平性要求，以确定增稠剂种类；在确定增稠剂的基础上，选择配伍的分散剂；选择合适的防微生物剂、消泡剂、pH指示剂等。,例题1,低档内墙白色乳胶漆60度和85度光泽低于5高遮盖力耐擦洗允许轻微的飞溅,配方设计分析,低档：体积固含量2528%60度和85度光泽低于5：PVC为3885%内墙+耐擦洗：苯丙乳液低档+高遮盖：高PVC允许轻微的飞溅：使用HASE增稠剂,配方基本框架,VS=30%PVC=80%TiO2=20g填料：碳酸钙、煅烧高岭土苯丙乳液HASE增稠体系多元酸均聚物体系防微生物剂其他助剂（防冻剂、润湿剂、消泡剂）,配方计算,%PVC=（颜填料的体积X100%）/（聚合物的干体积+颜填料的体积）%VS=（聚合物的干体积+颜填料的体积）100%/乳胶漆的总体积总体积：1000ml；聚合物干体积+颜填料的体积=1000X30%=300ml；颜填料体积=300X80%=240ml；聚合物干体积=300-240=60ml；聚合物干质量=60X1.1=66g；聚合物乳液质量=66/0.5=132g；TiO2体积=20/4.2=4.765ml；碳酸钙体积=240-5=235ml；碳酸钙质量=235X2.71=636ml；水：700ml=700g,例题2,高档外墙白色乳胶漆60度和85度光泽低于15左右耐沾污性好耐水性好流动流平性好,配方设计的分析,高档：体积固含量4580%60度和85度光泽15左右：PVC为1530%耐沾污性好：乳液高Tg外墙+耐水性好：硅丙乳液流动流平性好：使用HEUR增稠剂,9 乳胶漆的基本性能,储存性能：无颜料、结块、相分离 无浮色现象 无腐败、变臭,施工性能：重涂性：无障碍，间层附着良好，颜色光泽保持一致；抗飞溅性：辊涂时涂料不向外流淌；不流挂：涂装时不向下流淌；流平性：涂装时均匀流动，不留下“刷痕”和“辊印”，而且干燥后漆膜平整。,内墙乳胶漆性能：抗污渍耐擦洗 低气味和低VOC 附着力好 耐粘连,外墙乳胶漆性能：耐脏污 附着力好 抗开裂抗剥落 透气性 耐候性 防霉性,10 乳胶漆的基本概念,光泽定义：漆膜表面从某个角度反射光线的数量。60：适用于所有色漆漆膜20：对高光泽色漆可提高鉴别能力，适用于60 光泽高于70单位的色漆。85：对低光泽色漆可提高鉴别能力，适用于60 光泽低于30单位的色漆。,颜料体积浓度PVC：定义：颜填料体积占干漆膜总体积的百分 数，即干膜中粘结剂和颜料量之间的关系。粘结剂的作用是包裹颜料颗粒，形成连续的漆膜并和底材有良好的附着力。PVC=颜料的体积100（聚合物的干体 积+颜填料体积）,临界体积浓度颜料CPVC：定义：是所有涂料的基本特征，表示当PVC增加到某一点时，基料恰好能润湿所有颜料粒子。漆膜在拉伸强度、涂膜致密性、附着力等机械性能，渗透性、起泡性、抗锈蚀等渗透性，光泽、遮盖力、着色力等光学性能都在CPVC点及附近发生急剧变化。,体积固含量VS：定义：涂料中不挥发物的含量，一般用不挥发物的质量百分比或体积百分比表示。VS=（聚合物的干体积+颜填料的体积）100乳胶漆的总体积,挥发性有机物VOC;定义：指在正常的温度和压力之下涂料中能自行 蒸发的任何有机物。通常将涂料产品中在常压下，沸点不大于250的任何有机化合物都定义为挥发性有机化合物。VOC（G/L）=挥发性有机物总量乳胶漆总体积,11 乳胶漆的施工知识,乳液粒子成膜过程有一定的局限性：（1）基层及环境温度过高，成膜过程受温度影响；（2）温度过低，乳液粒子变得太硬无法形成连续耐久性漆膜避免同时在下列一种或多种情况下施工：基层及环境温度过高（不建议35）；基层及环境温度过低（不建议10）；湿度过高或过低；强风天气；多孔的基层表面，等等。,涂料施工基层的一般要求,强度 平整度 含水率 碱度（PH）清洁度,基层处理的重要性,对于涂装技术而言，底材的预处理是非常重要的，它直接影响到涂膜的效果、质量和使用寿命；建筑的底材品种繁多，而且不同底材的性能也有差异，在处理时需要根据不同的底材特点进行处理。,建筑涂料施工工序图,具体的施工工艺为：基层清理基层修补打 磨满刮腻子打 磨满刮腻子打 磨刷底漆局部补腻子 打 磨刷面漆刷面漆,保证涂装工程质量的四要素涂装配方满足要求底材处理施工工具的适当选择一定的施工环境,如何计算理论涂布率,VS%为36%为例：SV(所需体积)=VS%*1000/H=36%*1000/30=12m2/LSW(所需重量)=VS%*1000/H/D漆=SV/D漆=12/1.40=8.57 m2/kg(H是一遍施工的干膜厚度，即30m),理论涂布率的应用,例如：建筑面积是90m2的公寓需要多少乳胶漆？(以体积固含量V%为36%的涂料为例计算)计算施工面积:一般墙面面积是地面面积的3倍即：903=270m2通过产品说明书提供的数据进行计算使用量:所需体积=2 墙面面积/体积涂布率=2 270/12=45 升 所需重量=2 墙面面积/重量涂布率=2 270/8.57=63 kg,谢谢！,