外墙涂料,是用于涂刷建筑外立墙面的材料。截止到2009年,外墙涂料占据了全部建筑涂料约35%的份额。外墙涂料分为以水为分散介质的
水性涂料和以
溶剂为分散介质的
溶剂型涂料。外墙涂料最重要的一项指标就是抗
紫外线照射,要求达到长时间照射不变色,另外外墙涂料还具有抗水性、自涤性的特性。因其质轻、安全性好、色彩鲜艳、施工方便、易维修、节省能源的特点,日益受到建筑设计师、
房地产开发商及施工人员的欢迎。
发展历程
水性涂料
水性涂料是以水作溶剂或分散介质的涂料。最早的商品化水性涂料是在20世纪30年代出现的。基于其对环境的相容性和保护性。并具有节省资源、节约能源的优点,
水性涂料产品很快就被市场接受,并逐渐发展扩大。
日本、
美国1986年水性涂料分别占涂料总销售量的18%和22%,
英国1995年水性涂料产量占全国涂料总产量的64.5%。中国从60年代开始研究水性涂料,进人90年代后,国家大力扶持水性涂料的发展。
溶剂型涂料
溶剂型涂料是以有机溶剂作为成膜物的分散介质的涂料。最早期的涂料是不用有机溶剂的。
生漆是中国的特产,也是中国使用最早的一种
无溶剂涂料,可以追溯到4000多年以前。随后大量使用的
中原地区另一特产
油桐也是如此。随着经济的发展和社会的进步,对涂料品种花色要求越来越多、性能要求越来越高,逐步发展了改性天然产品、早期合成产品的涂料。农副产物
加工业发展,以及煤化工的进步,为涂料合成树脂提供了众多的原料,加上科技的进步,促进了涂料合成树脂的发展。涂料中的
溶剂使用也逐步增多。
1927年
丙烯酸甲酯向世,使涂料工业开始向现代化工发展,使涂料制造者从手工作坊的
生产方式向现代化工企业模式过渡。20世纪50年代后期石油化工大发展,为合成树脂提供了丰富原料,进了涂料合成树脂的蓬勃发展。
主要分类
水性涂料
水溶型涂料是以水溶性合成树脂为主要成膜物质,以水为稀释剂,加入适量的颜料及辅助材料,经研磨而成的涂料。建筑涂料,以水为分散介质的涂料称为水性涂料。水性涂料主要分为三种类型,即水分散型(或乳液)、水溶分散型(或
胶体)、水溶型。
溶剂型涂料
建筑涂料,以
溶剂为分散介质的涂料称为溶剂型涂料,这类品种最多,性能全面,并集中了许多品种的高档建筑涂料。溶剂型涂料是当前应用最广泛、最主流的涂料,大多以甲醛等作为稀释剂,其主要品种就是油漆。
常见外墙涂料
常见水性涂料
水性涂料中主要有丙烯酸类乳胶漆(如亚光
丙烯酸乳胶漆、弹性丙烯酸乳胶漆)、改性或共聚的丙烯酸类乳胶漆(如平光苯丙乳胶漆、亚光硅丙乳胶漆、弹性苯丙乳胶漆、弹性硅丙乳胶漆)、水性碳漆(如氟碳乳胶漆)、
无机涂料(如无机
硅酸钾涂料),以及常见的
真石漆。
常见溶剂型涂料
溶剂型涂料有
有机硅化物一
丙烯酸复合型、聚氨一丙烯酸复合型、
聚酯一丙烯酸复合型、
氯化橡胶、
氟树脂外墙涂料。
生产工艺
水性涂料
主要工艺
涂料助剂虽然添加量不大,各种助剂总质量一般不超过涂料总质量的10%,但是对于涂料的作用却非常之大,涂料助剂的成本占比较高,大约占整个涂料配方30%左右。涂料生产工艺的优化、贮存稳定性的好坏、涂膜弊病的克服、涂膜
表面状态的控制、涂装性能的改善等,都与涂料助剂的应用息息相关。
生产流程
首先将颜料在分散设备中先与部分漆料混合,以制得属于颜料
色浆半成品的拌合色浆。将预分散后的拌合色浆通过研磨分散设备进行充分分散,得到颜料色浆。其次,通过
过滤设备除去各种杂质和大颗粒,研磨的颜料色浆加入余下的基料、其他助剂、
溶剂,以及水,必要时进行调色,达到色漆质量要求,最后将成品装入容器和封装。
关键技术
相容性问题是涂料配方设计的重要问题。掌握水性涂料助剂的性能特点,就容易进行相容性的判断。相容性不好会影响涂料的透明度、光泽、外观、甚至涂膜的性能。比如润湿剂、
消泡剂、等都要与基料有一定的相容性,否则助剂会起到负面效果。如类型的消泡剂,若消泡剂和基料体系相容性不好,会产生光泽低、消泡效果差、缩孔等涂膜弊病一系列问题,这就需要更换相容性更好的消泡剂来进行消泡。再比如
分散剂跟
没药树基料的相容性不好,可能会导致
色浆的浮色、发花等问题,最好的办法是更换相容性好的分散剂或色浆等。
溶剂型涂料
生产流程
首先将颜料在分散设备中先与部分漆料混合,以制得属于颜料色浆半成品的拌合色浆。将预分散后的拌合色浆通过研磨分散设备进行充分分散,得到颜料色浆。其次,通过
过滤设备除去各种杂质和大颗粒,研磨的颜料色浆加入余下的基料、其他助剂、
溶剂,以及稀释有机溶剂,必要时进行调色,达到色漆质量要求,最后将成品装入容器和封装。
分层构成
外墙涂料一般设
底漆和
墙面漆两层。如果面漆为
乳胶漆,而表面光洁度又要求较高者,可再加一层
罩光漆。施工时应检查底漆是否配套,避免产生面漆溶解底漆的“渗色”现象。面漆与底漆最好为同一种漆,或属于同一成膜
干燥机理的漆种。如,乳胶漆靠物理作用干燥挥发
涂层中的水分和溶剂成膜;
环氧树脂、
聚氨酯树脂等漆靠化学作用
固化干燥成膜。注意不可选用
化学干燥的面漆涂在物理干燥的底漆上.也不可选强
溶剂的面漆涂于弱溶剂的底漆上。
底漆
建筑墙体由碱性的
无机化合物材料构成,为防护装饰的
墙面漆不受返碱侵蚀,
底漆作为防水、防渗、防碱的封底涂层是不可缺少的。底漆可选择纯丙
乳胶漆或苯丙乳胶漆,它们同基底的结合力强,抗碱性好。
按工程要求分
Ⅰ型:用于抗泛盐碱性要求较高的建筑外墙涂饰工程;
Ⅱ型:用于抗泛盐碱性要求一般的建筑外墙涂饰工程。
按涂层特征分
建筑内外墙用底漆按涂层特征分为两类:成膜型和渗透型。
面漆
面漆应选择装饰性、耐候性俱佳的纯丙漆或有光的苯丙漆。
罩光漆是一种透明的
清漆,外墙上一般选用耐侯性好的纯丙漆。当面漆为苯丙、醋丙等乳胶漆时,其耐晒性能稍差,涂层易失光变色。有了罩光漆的护面,就能保光、保洁、保色,增加装饰性和延长饰面寿命。
性能参数
应用领域
工业建筑和民用建筑
工业与民用建筑选用涂料时较多考虑的是涂膜的质地和颜色,一般选用中档涂料(如使用成膜物质为
丙烯酸酯乳液配制的各种涂料),耐用年限5年左右即可,如丙烯酸类
水性涂料比较经济。
公用建筑
一般地说,公用建筑比工业和民用建筑的档次要高,对涂料的要求相应提高,主要体现在涂料的装饰效果和耐用年限(最主要的是耐污染)方面,可选用
乳胶漆、有机一
无机化合物复合涂料和
溶剂型涂料等。
公共建筑
对涂料的要求可能更高,风格可能也更趋于多样化。一些具有高耐久性能的涂料品种,如丙烯酸─聚氨脂复合涂料、丙烯酸--
有机硅化物复合涂料和
氟碳涂料等,常常是这类建筑优先选用的品种。这类建筑物也常常选用不同的涂料品种以得到复合的涂膜。
主要特点
水性涂料
优点
水牲涂料具有污染性小,
安全系数高,越工方便等优点。
缺点
蒸发热
与有机
溶剂相比,水的蒸发热较高,这就要求用其他手段来帮助水的蒸发。对于低温和高湿这两种特殊情况,水的蒸发就更慢了,因此干燥时间长,而
助溶剂的加入则更使其雪上加霜。由于助溶剂在帮助成膜和提高涂膜性能方面是相当多的
水性涂料不可缺少的组分,故除去助溶剂并不是一件容易的事情。
表面张力
水的表面张力较高,这就对基材的润湿和颜填料的润湿造成困难,尤其是除油不干净的底材。加入润湿剂和
分散剂有助于此性能的提高,但这种
表面活性剂的加入常产生泡沫和针孔,同时也提高了VOC含量。
颜填料分散性
颜填料在水性涂料中的分散稳定性较
溶剂型涂料差,易于聚集沉淀,而好的颜填料分散性对涂膜的光泽、抗
渗透性等性能是必须的。另外,颜填料的水溶作用对水性涂料的稳定性会带来不良影响。有时,即使是稳定的水性涂料在干燥成膜过程中也会发生颜填料
絮凝聚集。
导电率
水的高导电率会使金属的腐蚀更容易,如在涂膜干燥过程中发生的闪烁问题。
冻融稳定性
由于水的凝点比大多数有机
溶剂高,因此
水性涂料的冻融稳定性就成为一个很大的问题。虽然可通过加入
抗冻剂来解决,但是对所有的水性涂料利用此法尚不容易。
抗菌剂
由于细菌的产生依赖于有水的环境故应在水性涂料中加入抗菌剂,但这又会使水性涂料配方更复杂。
助剂
助剂水性涂料的配方较
溶剂型涂料复杂,过多的添加助剂便是一个缺点,往往是提高了一方面性能却损害了另一方面的性能。
溶剂型涂料
优点
溶剂型涂料经过长期发展,形成具有高装饰性、耐久的保护性、多功能性、品种齐全的新工程材料,不仅对现代工业、现代国防发展起了重要作用,而且如信息、生化、新材料、航空航天、海洋开发、
可再生能源开发、环保等现代
高科技产业发展也有赖于溶剂型涂料的发展,而有机溶剂对溶剂型涂料发展起了关键性作用。
缺点
传统
溶剂型涂料,不可避免地使用大量有机溶剂。涂料在形成涂膜过程中,有机溶剂及毒害性低分子化合物等释放到大气中,不仅造成对人体毒害、污染
生态环境、增加涂装场所火灾及爆炸危险性;并且也造成能源和资源的浪费。溶剂型涂料中常用的
固化剂、颜料(铅系、铬系及镉系颜料)和助剂等,也会产生毒害和污染。
发展趋势
中国
向多功能化发展
建筑涂料有防火、防水、防腐等建筑涂料,同样还有防霉、
碳化、隔热等建筑涂料,这些都是建筑涂料发展的一个方向,建筑涂料的其他功能还应进行深入的研究,以满足社会的需求。
向无机涂料发展
随着全球范围内对环境和健康的重视,
无机建筑涂料以其优良的环保性和耐候性已经得到了普遍的重视。无机建筑涂料以
硅酸钠、
硅溶胶等为主要原料,这种原料直接取材于自然界,它的生产对环境污染小、能耗低,无环境及健康方面的不良影响,属环境友好性涂料。
建筑涂料生态化
由于建筑涂料对人体和环境有害,因此必须对其进行生态化研究,开发出一种生态涂料,使对人体和环境的危害减到最小。生态涂料就是具有低污染、高固体含量和抗辐射
固化涂料,不仅能够做到节能而且对人身体无害的新型涂料。
环保节能型的建筑涂料
在注重低碳环保的新时代,使用环保节能型的建筑涂料是发展的必然趋势,这主要表现在建筑涂料逐渐向低
VOC 和零VOC 方向发展 :涂料中的
挥发性有机物(VOC)排放到大气中会对环境和人类健康造成极大的危害,因此研究人员致力于研制节能、低 VOC 或零 VOC 释放的绿色环保涂料,以减少甚至消除涂料对环境和人类健康的危害。
涂装方法创新
涂装是实现建筑涂料使用价值的重要组成部分,也是生产企业稳定和扩大市场占有率必须高度重视的工作。采用不同的涂料、不同的工具或施工方法,能涂饰出各种各样的造型,如仿面砖、仿石、拉毛、地中海风情等等,造型多样化和个性化成为趋势,大大地丰富了建筑涂料的装饰效果。随着涂装方法的创新,将可以成为一种艺术。
国际
如果涂料厂商想在外墙涂料市场保持旺盛的生命力,拥有性能稳定的产品来迎合消费者和法规的需要是非常关键的。相关公司可通过外部收购相优化内部配方来达到目标。一些业内领导者认为,为了生产出更好的应用于外墙的产品,必须重视研发并乐于尝试优质材料。
相关标准
GB T 9779-2015 复层建筑涂料