第四章建筑涂料

1第四章建筑涂料涂料是指涂敷于物体表面，能与物体表面粘接在一起，并能形成连续性涂膜，从而对物体起到装饰、保护，或使物体具有某种特殊功能的材料。由于涂料最早是以天然植物油脂、天然树脂，如亚麻子油、桐油、松香、生漆等为主要原料，因而涂料在过去被称为油漆。随着石油化学工业的发展，合成树脂的产量不断增加，且其性能优良，已大量替代了天然植物油和天然树脂，并以人工合成有机溶剂为稀释剂，甚至以水为稀释剂，继续称为油漆已不确切，因而改称涂料。但有时习惯上还将溶剂型涂料称为油漆，而将乳液型涂料称为乳胶漆。建筑涂料是指用于建筑物表面的涂料，主要起装饰作用的，并起到一定的保护作用或使建筑物具有某些特殊功能。建筑装饰涂料具有色彩鲜艳、造型丰富、质感与装饰效果好，品种多样，可满足各种不同要求。此外，建筑装饰涂料还具有施工方便、易于维修、造价较低、自身重量小、施工效率高，可在各种复杂的墙面上施工等优点，因而是一种很有发展前途的装饰材料。第一节建筑涂料的组成及分类一、基料基料又称主要成膜物、胶粘剂或固着剂，是涂料中的主要成膜物质，在涂料中主要起到成膜及粘接填料和颜料的作用，使涂料在干燥或固化后能形成连续的涂层(又称涂膜)。(一)建筑涂料对基料的基本要求基料的性质直接决定着涂膜的硬度、柔性、耐水性、耐候性、耐腐蚀性等，并决定着涂料的施工性质及涂料的使用范围。因而基料应满足施工工艺与使用环境对涂料的要求。用于建筑涂料的基料应具备以下性质。1．较好的耐碱性建筑涂料经常用于水泥砂浆或水泥混凝土的表面，而这些材料的表面一般为碱性(含有氢氧化钙等碱性物质)，因而基料应具有较好的耐碱性。2．常温下良好的成膜性基料应能在常温下成膜，即基料应能在常温下干燥硬化或交联固化，以保证建筑涂料能在常温(5~35℃)下正常施工并及时成膜。3．较好的耐水性2用于建筑物屋面、外墙面、地面以及厨房、卫生间内墙面等的涂料，经常遇到雨水或水蒸气的作用，因而基料在硬化或固化后应具有良好的耐水性。4．良好的耐候性由于涂膜，特别是外墙面和屋面上的涂膜，直接受大气、阳光、雨水及一些有害物质的作用，因而基料应具有良好的耐候性，以保证涂膜具有一定的耐久性。5．经济性由于建筑涂料的用量很大，因而基料还应具有来源广、价格低廉或适中等特点。(二)建筑涂料常用基料建筑涂料中常用的基料分为无机和有机两大类。1．无机胶结材料(1)水玻璃包括钠水玻璃、钾水玻璃及其两者的混合物。钾水玻璃的耐水性及耐候性优于钠水玻璃。加入磷酸盐等可获得良好的耐水性。可用于内外墙涂料。(2)硅溶胶为二氧化硅胶体溶液。硅溶胶的性能优于水玻璃，具有较高的渗透性，与基层的粘接力高，耐水性及耐候性高。主要用于外墙涂料。2．合成树脂(1)聚乙烯醇：属于水溶性树脂，性能较差，特别是其不耐水、不耐湿擦，适用于内墙涂料，也可作为其它乳液型涂料的胶体保护剂。(2)聚乙烯醇缩甲醛：由聚乙烯醇和甲醛在酸性介质中缩聚而成，属于水溶性树脂，性能优于聚乙烯醇，但耐水性仍较差。适用于内墙涂料，也可用于外墙涂料。采用丁醛替代甲醛时(即聚乙烯醇缩丁醛)，耐水性会有较大的提高。(3)聚醋酸乙烯乳液：性能优于聚乙烯醇和聚乙烯醇缩甲醛，但较其它常用共聚物乳液差，主要用于内墙涂料。(4)丙烯酸树脂与丙烯酸乳液：具有优良的耐候性、耐光性、耐热性、耐水性、耐洗刷性、保色性和粘附力，主要用于外墙涂料，也可用于内墙涂料。(5)环氧树脂：具有优良的耐候性、耐热性、耐水性、耐磨性、耐腐蚀性和粘附力，但在阳光作用下易变黄，且价格高，主要用于地面涂料和仿瓷涂料等。(6)醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液：简称乙-丙乳液。耐水性、耐洗刷性、粘附力较高，优于聚醋酸乙烯，主要用于内墙涂料。(7)苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液：简称苯-丙乳液。性能稍差于丙烯酸乳液，但价格低于丙烯酸乳液，主要用于外墙涂料，有时也用于内墙涂料。(8)聚氨酯树脂：具有优良的耐候性、耐热性、耐水性、耐磨性、耐腐蚀性和粘附力，可获得光亮、坚硬或柔韧的涂膜。主要用于外墙涂料、地面涂料和仿瓷涂料等。此外还有过氯乙烯树脂、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液(氯-偏共聚乳液)、氯乙烯3-醋酸乙烯-丙烯酸丁酯共聚乳液(氯-醋-丙共聚乳液)、聚醋酸乙烯-顺丁烯二酸二丁酯共聚乳液(乙-顺共聚乳液)等。二、颜料与填料颜料和填料也是构成涂膜的组成部分，因而也称为次要成膜物质，但它不能脱离主要成膜物而单独成膜。(一)颜料颜料的主要作用是使涂料具有所需的各种颜色，并使涂膜具有一定的遮盖力和对比率(两者均指涂料对基层材料颜色的遮盖能力。遮盖力通常采用黑白格法，以基层材料颜色不再呈现时涂料的最小用量来表示，以g/m2计。对比率是采用光反射法，以黑板和白板上的规定厚度的涂膜对光的反射比之比来表示)，同时也可提高涂膜的机械强度，减少涂膜的收缩。此外颜料还能防止紫外线的穿透作用，提高涂膜的耐候性。建筑涂料中使应的颜料应具有良好的耐碱性、耐候性，并且资源丰富、价格较低。建筑涂料中使用的颜料分为无机矿物颜料、有机颜料和金属颜料。由于有机颜料的耐久性较差，故较少使用。1．无机矿物颜料常用无机矿物颜料的主要品种有：红色颜料：氧化铁红(Fe2O3)，黄色颜料：氧化铁黄[FeO(OH)•nH2O3，绿色颜料：氧化铬绿(Cr2O3)；棕色颜料：氧化铁棕(Fe2O3)；白色颜料：钛白(TiO2)、锌白(ZnO)、锌钡白(ZnS•BaSO4又称立德粉)、硅灰石粉(CaSiO3)；蓝色颜料：群青蓝(Na6Al4Si6S4O20)；黑色颜料：碳黑(C)、石墨(C)、氧化铁黑(Fe3O4)。2．金属颜料常用的金属颜料有：银色颜料：铝粉(A1)，又称银粉；金色颜料：铜粉(Cu)，又称金粉。(二)填料填料又称体质颜料，主要起到改善涂膜的机械性能，增加涂膜的厚度，减少涂膜收缩，降低涂料的成本等作用。填料大部分为白色或无色，一般不具有遮盖力和着色力。填料一般为天然材料或工业副产品，价格便宜。填料分为粉料和粒料两类。41．粉料常用的粉料为重晶石粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土及石英粉等。2．粒料粒料为粒径小于2mm的粒状填料，由天然岩石破碎加工或人工烧结而成。三、溶剂溶剂主要起到溶解或分散基料，改善涂料的施工性能，增加涂料的渗透能力，改善涂料与基层材料的粘接力，保证涂料的施工质量等作用。施工结束后，溶剂逐渐挥发或蒸发，最终形成连续均匀的涂膜，因而将溶剂也称为辅助成膜物质。水也是一种溶剂，用于水溶性涂料和乳液型涂料。溶剂虽然不是构成涂膜的材料，但它与涂膜质量与涂料的成本有很大的关系，选用溶剂时一般需考虑以下几个问题。(一)溶剂的溶解能力某些基料只能被某些类型的溶剂所溶解。当基料为极性分子时，易被极性溶剂溶解，当基料为非极性分子时，易被非极性溶剂所溶解。此外，当溶剂带有与基料相同的官能团时，溶剂的溶解能力最大。由溶解能力高的溶剂配制而成的涂料粘度低、浓度大、施工性好，并能获得机械强度高的厚涂膜。涂料中常用的溶剂主要为松香水、酒精、苯、二甲苯、丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯等。建筑涂料中常用的溶剂主要为二甲苯、醋酸丁酯等。(二)溶剂的挥发率溶剂的挥发速率对涂膜的干燥快慢、涂膜的外观及涂膜质量有很大的关系。溶剂挥发率太小，则涂膜干燥慢，影响施工进度，同时涂膜在未干燥硬化前易被雨水冲刷掉或被沾污。溶剂挥发率太快，则涂料干燥过快，影响涂膜的流平性、光泽等性能，且会因溶剂挥发太快在涂膜周围产生冷凝水，而使涂膜产生桔皮状泛白。一般以使用中等挥发率的溶剂为好，常用的溶剂为酒清、二甲苯或几种不同挥发率的溶剂的混合物。(三)溶剂的易燃性有机溶剂几乎都是易燃液体，它们的燃点一般为25~55℃，同时当它们的蒸汽在空气中达到一定浓度时遇到明火或火花即产生爆炸。因此，溶剂型涂料在使用时应特别注意防火、防爆，施工环境的通风应良好。(四)溶剂的毒性有些有机溶剂的蒸汽对人体有害，如苯类或含有苯环的溶剂均有较大的毒性。在生产和使用溶剂型涂料时，应尽量使用毒性小的溶剂。同时，在施工时工作人员也应采取必要的劳动保护。5水是水溶性涂料和乳液型涂料的溶剂或分散剂，生产涂料时应使用去离子水、蒸馏水或自来水，以避免水中杂质与涂料中的成分发生化学反应，影响涂料的质量和使用。四、助剂助剂是为进一步改善或增加涂料的某些性能，而加入的少量物质，掺量一般为百分之几至万分之几，但效果显著。助剂也属于辅助成膜物质。通常使用的有增白剂、分散剂、乳化剂、润湿剂、稳定剂、增稠剂、消泡剂、硬化剂、催干剂、防污剂、防霉剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、阻燃剂等。五、建筑涂料的分类(一)按基料的类别分类1．有机涂料有机涂料分为溶剂型涂料、水溶性涂料、乳液型涂料。(1)溶剂型涂料溶剂型涂料又称溶液型涂料，是以合成树脂为基料，有机溶剂为稀释剂，加入适量的颜料、填料、助剂等经研磨、分散等而成的涂料。溶剂型涂料形成的涂膜细腻、光洁、坚韧，有较高的硬度、光泽、耐水性、耐洗刷性、耐候性、耐酸碱性和气密性，对建筑物有较高的装饰性和保护性，且施工方便。溶剂型涂料的使用范围广，适用于建筑物的内外墙及地面等。但涂膜的透气性差，可燃或具有一定的燃烧性。此外，溶剂型涂料本身易燃，挥发出的溶剂对人体有害，施工时要求基层材料干燥，而且价格较高。(2)水溶性涂料水溶性涂料是以水溶性合成树脂为基料，加入水、颜料、填料、助剂等，经研磨、分散等而成的涂料。水溶性涂料的价格低，无毒无味，施工方便，但涂膜的耐水性、耐候性、耐洗刷性差，一般用于建筑内墙面。(3)乳液型涂料乳液型涂料又称乳胶涂料、乳胶漆，是以合成树脂乳液为基料，加入颜料、填料、助剂等经研磨、分散等而成的涂料。合成树脂乳液是粒径为0.1~0.5μm的合成树脂分散在含有乳化剂的水中所形成的乳状液。乳液型涂料无毒、不燃，对人体无害，价格较低，具有一定的透气性，其它性能接近于或略低于溶剂型涂料，特别是光泽度较低。乳液型涂料施工时不需要基层材料很干燥，但施工时温度宜在10℃以上，用于潮湿部位的乳液型涂料需加入防霉剂。乳液型涂料是目前大力发展的涂料。水溶性涂料和乳液型涂料统称水性涂料。2．无机涂料无机涂料是以水玻璃、硅溶胶、水泥等为基料，加入颜料、填料、助剂等经研磨、分散而成的涂料。6无机涂料的价格低、无毒、不燃，具有良好的遮盖力，对基层材料的处理要求不高，可在较低温度下施工，涂膜具有良好的耐热性、保色性、耐久性，且涂膜不燃。无机涂料可用于建筑内外墙面等。3.无机-有机复合涂料无机-有机复合涂料是既使用无机基料又使用有机基料的涂料。按复合方式的不同分为无机基料与有机基料通过物理方式混合而成，无机基料与有机基料通过化学反应进行接枝或镶嵌的方式而成。无机-有机复合涂料既具有无机涂料的优点，又具有有机涂料的优点，且涂料的成本较低，适用于建筑物内外墙面等。(二)按在建筑物上的使用部位分类分为外墙涂料、内墙涂料、顶棚涂料、地面涂料、屋面防水涂料等。(三)按涂膜厚度、形状与质感分类可分为薄质涂料和厚质涂料，前者的厚度一般为50~100μm，后者的厚度一般为1~6mm。按涂膜的形状和质感可分为平壁状涂层涂料、砂壁状涂层涂料、凹凸立体花纹涂料。(四)按装饰涂料的特殊功能分类可分为防火涂料、防水涂料、防腐涂料、保温涂料、防霉涂料、弹性涂料等。建筑涂料分类时，常将两种分类结合在一起，如合成树脂乳液内(外)墙涂料、溶剂型外墙涂料、水溶性内墙涂料、合成树脂乳液砂壁状涂料等。第二节内墙装饰涂料一、聚乙烯醇系内墙涂料(一)聚乙烯醇水玻璃内墙涂料聚乙烯醇水玻璃内墙涂料又称106涂料，是以聚乙烯醇和水玻璃为基料，加入一定量的颜料、填料和适量助剂，经溶解、搅拌、研磨而成的水溶性内墙涂料。聚乙烯醇水玻璃内墙涂料具有原料丰富、价格低廉、工艺简单、无毒、无味、耐燃、色彩多样、装饰性较好，并与基层材料间有一定的粘接力，但涂层的耐水性及耐水洗刷性差，不能用湿布擦洗，且涂膜表面易产生脱粉现象。聚乙烯醇水玻璃内墙涂料是国内内墙涂料中用量最大的一种，广泛用于住宅、普通公用建筑等的内墙面、顶棚等，但不适合用于潮湿环境。(二)聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料又称803内墙涂料，是以聚乙烯醇与甲醛进行不完全缩合醛化反