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多功能复合乳胶漆技术方案 涂料?生活?环保?健康 2010.11 摘要：近年来，以乳胶漆逐步取代传统油漆的趋势已成必然。本设计方案使用了无机-有机复合基料，使用硅溶胶对苯丙进行改性。有效地使无机材料的硬度与有机乳液的漆膜柔性结合在一起，从而改善漆膜特性，并同时得到防水、防火、耐沾污等特性。而这些性能也必然和硅溶胶在配方中的比重有关，因此如何找到一个适合的硅溶胶比重将是实验阶段的重要研究方向，同时还考察其他助剂的用量以及填料的组合。最后，还提出了几个可以使涂料拥有更多功能的设想，以及它们存在的技术问题。 关键字：乳胶漆、硅溶胶、无机-有机复合、耐沾污、抗菌防霉、防火、多功能涂料 技术背景 近年来，环保理念风靡全球。于衣食住行各个方面，人们都在探索更加环保的生活方式。而建筑涂料市场，也正在酝酿着一场环保型涂料的革命。传统油漆多为溶剂型漆，以植物油、合成树脂为主要成膜物质，辅以各种助剂和颜料，使用有机溶剂稀释。不仅刷涂费时，一般还有粘附力低等问题，最为重要的是其在使用时必须加入甲苯、二甲苯等多种具有挥发性的有机溶剂，使其在环保性能上大打折扣。 乳胶漆的涌现和发展一定程度上解决了这些问题。乳胶漆又称为合成树脂乳液涂料，是有机涂料的一种，是以合成树脂乳液为基料加入颜料、填料及各种助剂配制而成的一类水性涂料。乳胶漆属水性涂料，安全、无毒、不污染环境，符合环保要求，还具确成膜性好、耐擦洗、耐候性、流平性等优良性能。水性漆与传统油性漆最大不同之处在于水性漆不需要添加任何固化剂、稀释剂，只需用水进行调和，因此不含甲醛、苯、二甲苯等有害物质，从而杜绝了产生空气污染的可能。目前在欧美等发达国家，它已基本取代油性漆，普及率已达90%以上，是比较环保的一种漆[1-2]。 显然，以乳胶漆逐步取代传统油漆已成必然。如何进一步改善乳胶漆的性能也成为涂料配方设计人员的专注焦点。本次试验的目的即在于，通过在配方中加入硅溶胶，合成复合苯丙乳液，有效地使无机填料二氧化硅的硬度与有机乳液的漆膜柔性结合在一起，从而改善漆膜特性。并且利用了这种复合材料成膜时发生的化学变化，来达到使涂料拥有防水、耐沾污、防火等功能。加以研究较成熟的杀菌发霉等助剂，使其成为拥有多功能的优质产品。 乳胶漆配方与工艺 乳胶漆配方 原料名 生产厂商 作用 用量/% 硅溶胶 成膜 25 苯丙乳液 成膜 10 丙二醇 防冻剂 0.5 多菌灵、百菌清 杀菌、防霉 0.05 六偏磷酸钠（10%水溶液） 润湿、分散 0.2 H-30A(聚羧酸阴离子铵盐) 联合碳化公司 分散、稳定 0.3 磷酸三丁酯 消泡剂 0.1 Foamaster NXZ 上海科宁油脂化学品 消泡剂 0.5 AMP 95 Angus pH调节、助分散剂 0.4 羟乙基纤维素 增稠 0.2 DSX1514（聚氨酯） 汉高公司 增稠 1.0 钛白粉（锐钛型） 颜料 12 重质碳酸钙 填料 20 硅灰石粉 填料 6 滑石粉 填料 6 Texanol醇脂 Eastman公司 成膜助剂 0.4 去离子水 分散介质 20 注：硅溶胶技术性能，二氧化硅含量25%-30% ，pH在9-10，平均粒径10-20nm 配方特点 耐沾污、防水、防火、抗菌防霉、耐久性好、软硬适中、施工简单、漆膜装饰性好。 配方原理 基料材料 将硅溶胶与苯丙乳液作为涂料的基料可以同时具有无机涂料所固有的硬度，又具有有机涂料成膜性好、涂膜柔润的特点[3]。而在涂料成膜后基料内部将会发生化学作用，使内部的极性大大减少，从而使涂膜有较好的疏水性。文献数据显示当二氧化硅含量达到30%时涂膜的吸水率与溶解率已经处于一个非常低的状态。并且凝固后的硅溶胶脱水会形成“-Si-O-Si-无机网”，可以将涂料中的可燃有机物与外界隔离，从而有一定的防火作用[4-5]。 填料 填料选用吸湿性较低的原料，以免使涂膜的疏水性降低。并且加入了提高涂料质感的滑石粉与不透明性高的硅灰石粉来提高涂料的装饰性。 分散剂 使用六磷偏酸钠和H-30A，是因为六磷偏酸钠对无机填料能产生较好的润湿和分散作用。H-30A则是分散性能好，并能改善疏水性颜料表面的润湿性，且适用于各种水性体系。 4） 杀菌、防霉 通过查阅文献，多菌灵是一种非常有效的杀菌剂，且对温度与pH都不敏感，但对湿度大条件下生长的菌类效果甚微。因此使用百菌清来配合防霉[6]。 制作工艺 乳胶漆的制作流程： 参照以上流程图，首先将配方中的水和防霉剂搅拌均匀，投入分散剂、部分消泡剂、成膜助剂、增稠剂和防冻剂，搅匀后投入AMP-95搅匀测pH值使之在10~11。投入硅溶胶，搅拌均匀。投入颜、填料搅拌均匀得到混合料浆。将该混合料浆通过砂磨机研磨至细度为60μm。然后，再将苯丙乳液和