防霉建筑涂料是一種能夠抑制涂膜中霉菌生 長的功能性的建筑涂料。研制開發的以合成樹脂 為主要成膜物質,加入環保性殺菌防霉劑及具有防 腐霉的功能性顏填料,再配以樹脂固化劑等成分配 制而成的高性能防霉建筑涂料,具有良好的防霉裝 飾效果。
1實驗部分
1.1原材料
1.1.1成膜物質
成膜物質也稱聚結劑(基料),對防霉建筑涂料 的成膜物質選擇應該不具備微生物存活繁殖成分, 還要有所形成的致密涂膜具有良好的裝飾性、耐久 性和耐水性等,對墻體的基礎有良好的附著力。通 過不同樹脂的對比試驗,選擇與防霉劑配伍性好, 且防潮、黏結力強、性能穩定,一般選擇有機類的有 丙烯酸樹脂、氯偏樹脂、氨基樹脂、環氧樹脂、氟樹 脂、乙烯-醋酸乙烯樹脂(EVA)、苯丙樹脂等;無機 類有硅酸鹽類(水玻璃、硅酸鉀)、硅溶膠類等。
防 霉建筑涂料成膜物質完全可以采用有機與無機的 幾種樹脂復合使用,這樣能夠使優越性能得到相互 補充。本涂料在結合實際不同情況下選擇配制室 外用涂料和配制具有耐候性的涂料時采用丙烯酸 樹脂、氨基樹脂、氟樹脂等合成樹脂作為成膜物質; 配制具有耐腐蝕性的涂料時采用環氧樹脂、氨基甲 酸樹脂等合成樹脂作為成膜物質。
1.1.2殺菌防霉劑
殺菌防霉劑是一類能夠殺滅或抑制霉細菌和 微生物生長、繁殖的化學物質,通常建筑涂料中采 用的防霉劑應滿足以下條件:
⑴不會與涂料中的各組分發生化學反應而失 去抑制霉菌生長的效力。
⑵不會使涂料染色或涂料的顏色褪色。
⑶能夠均勻分散在涂料中。
⑷涂料經涂刷成膜后,防霉劑能夠均勻分散存 在于涂層之中,能較長時間抑制霉菌在涂層表面的 生長。
⑸涂料成膜后對人、畜體無害。
本
涂料采用無毒金屬合金粉作為防霉劑,它是 與鋅、鋁、硅等不含有毒重金屬(如有機汞、鉛等), 按一定比例配制而成的合金粉,再經熔融、霧化、粉 碎、風選分級、拋光上膜精制而成的金鱗片狀粉末, 它具有遮蓋率高、光澤鮮艷,由于其粒度極細,在大 氣中極易被氧化而變色泛暗,故其表面須涂透明保 護層,以隔絕水分及其它氣體的侵蝕,保護其顏色經久不變,對濕熱和日光長期直射敏感,應注意保 存。
1.1.3顏填料
防霉建筑涂料添加的顏填料可以增加涂膜厚 度還提高涂膜的耐堿性、耐磨性和耐久性。一般填 料用鈦白粉,最好是金紅石型,因為其性能較穩定, 遮蓋力、耐光性、耐粉化能力都很好。還要選擇有 助于改善涂料技術性能的硅酸鋁功能性的填料,最 好是超細型的為佳;小魚鱗狀閃銀光的云母粉,彈 性大,能提高涂膜韌性,阻止紫外線和水分穿透,能 防止龜裂,延遲粉化,增強外墻涂料的耐久性和耐 候性,改善遮蓋力,降低涂料的成膜溫度。其他填 料如添加碳酸鈣、立德粉、滑石粉、白黏土等,可根 據涂料性能適當加入。涂料常有的顏料有碳黑、氧 化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鉻漿、酞青藍顏料等,具有 良好的耐堿性、耐水性和耐紫外線性。通常使用其 中一種或將二種以上配合使用均可。如有條件允 許的生產單位顏填料均采用納米級或超細型材料 效果最好.
1.1.4其他助劑
為了改善涂料涂膜性能,還應添加其他助劑如 固化劑,在本涂料中用作合成樹脂的固化成分,它 屬于低分子量樹脂,具有黏結力強、柔韌性和絕緣 性好、耐腐蝕、防潮性好等優點,成膜時起增塑劑的 作用,協助涂料成膜。涂料的溶劑是輔助成膜物 質,與成膜助劑一樣,刷涂或噴涂成型后即發揮。 溶劑成分及其比例直接影響涂膜黏度、強度,流平 性等性能,影響到成本、價格等問題,不同涂料品種 可以選擇各種有機溶劑。根據需要還可添加固化 促進劑、溶劑油、消泡劑、分散劑、流平劑和防沉降 劑等性能助劑,雖然加入量很少,但可以起到很大 的輔助作用。
1.2生產工藝
1.2.1涂料的配制
⑴色漿的配制
將300目以上顏料粉加入攪拌罐中,按表1配 制加入分散劑、助劑、消泡劑等,混合、研磨到50μm 以下備用。
⑵專用封閉底漆的配制
按表2配制,將前3種原料邊攪拌邊加入,并 開始升溫到60℃,待原料完全溶解,溶液達到透明 時,停止加熱并冷卻,然后加入后3種原料,攪拌10~15min,控制黏度11~17S(25±3℃)為宜,備 用。
⑶
防霉建筑涂料配制 按表3所示的一定順序將原料加入高速分散 機內混合均勻,調節樹脂膠溶液稠度,再加入助劑 和顏料、填料、殺菌防霉劑、樹脂固化劑等成分,分 散研磨,調整黏度,過濾出料,檢測重量,包裝入 庫。
1.2.2生產工藝操作
防霉建筑涂料生產工藝操作如下:
⑴防霉建筑涂料配制1操作
按表3防霉建筑涂料配制1的數量,先將溶劑 XL與酮類溶劑混合,然后加入合成樹脂,攪拌使之 溶解,得到合成樹脂溶液,再往溶液加入無毒金屬 合金粉的殺菌防霉成分,用高速分散機攪拌混合分散均勻即得主劑,包裝備用。
再按表3防霉建筑涂料配制1的數量將溶劑 XL與酮類溶劑混合后,加入樹脂固化劑,攪拌溶解 后即得固化劑溶液,包裝備用。 以上制得的主劑和固化劑溶液用前混合,配套 使用。
⑵防霉建筑涂料配制2操作
采用和防霉建筑涂料配制1同樣的方法,制得 合成樹脂溶液后,先加入顏料(色漿)、填料,送入球 蘑機混煉一晝夜后,再加入無毒金屬合金粉的殺菌 防霉成分,用高速分散機攪拌混合分散均勻即得主 劑;再用和防霉建筑涂料配制1同樣方法制得固化 劑溶液,將兩劑分別包裝,同樣以次兩包為一組,配 套使用,用前混合。
2防霉機理
防霉建筑涂料的防霉機理主要作用是涂料通 過引入殺菌防霉成分來阻止病原菌侵害和繁殖,同 時選用合成樹脂與之相配伍,這種合成樹脂除應有 防霉要求外還要具有良好的附著性、增強及彈性裝 飾功能,本涂料合成樹脂屬于有機高分子結構,它 含有較長碳鏈和活極性基團的樹脂,再利用樹脂固 化劑中的官能團與樹脂中的羥基等基團反應,使合 成樹脂擴鏈交聯而使其基團分布于分子鏈兩端,而 且活性較強,容易發生反應。它再與樹脂固化劑的 活性基團發生固化反應,交聯固化形成防霉涂層。 其特點是成膜溫度較低,這個反應在0℃以上即可 進行,從而達到固化的目的。采用的殺菌防霉劑不 影響涂料的性能和降低殺菌防霉藥劑效力,更不能 在使用的條件下,較短時間內發生分解和其他變 化,而使抗菌效果降低甚至失敗。
防霉建筑涂料的生產與一般建筑涂料生產不 同之處主要是防霉劑的加入順序。因為大多數防 霉劑屬于疏水性的,不容易分散好,所以通常必須 先將防霉劑溶于相應的有機溶劑,然后加入乳化劑 進行乳化,使之易于分散,以便達到最佳防霉效 果。對于本涂料采用的是固體粉末狀防霉劑,要求 其顆粒越細越好,分散效果也越好,防霉殺菌效果 也越強。
3結果與討論
評價防霉建筑涂料的性能,不光要考慮其殺菌 防霉性能,而且還要考慮其作為建筑涂料的裝飾性 和對基材的保護性能,因此對防霉建筑涂料除了要 進行防霉性能的測試外,還要進行一般建筑涂料的 性能測試。
3.1原材料用量對涂膜性能的影響
3.1.1殺菌防霉劑對涂膜性能的影響
殺菌防霉劑對涂膜性能的影響因素,主要是合 成樹脂與其殺菌防霉劑的用量有直接關系。下面以 固體份計量來說明其兩者之間的關系:合成樹脂基 準數為10份時,殺菌防霉劑一般添加入10~75份 為佳,最好在20~70份,若不足10份時,難以達到 耐久、耐腐蝕和殺菌、防霉之效果;超過75份,會使 涂膜強度降低,且有易產生涂膜脫落之缺欠。
3.1.2顏填料對涂膜性能的影響
顏填料對涂膜性能的影響因素,主要是合成樹 脂與其顏填料的用量有直接關系:下面以固體份計 量來說明其兩者之間的關系,合成樹脂基準數為 10份時,顏填料一般添加入15份為佳,否則,會使 涂膜強度降低。
3.2涂膜的性能測試
下面以養豬場或養雞場等畜禽飼養場所劣質 環境的建筑物為例來測試涂膜的性能:
⑴用防霉建筑涂料配制1產品來刷涂養豬場 或養雞場混凝土地面。
⑵用防霉建筑涂料配制2產品來刷涂養豬場 或養雞場鋼鐵欄桿和支柱表面。
上述用防霉建筑涂料配制1、2產品刷涂的表 面,經過二年使用后,經檢查結果均未發現養豬場 或養雞場等畜禽飼養場所的排泄物給被涂物及被 涂物涂膜造成的劣質化損傷,也未發現苔霉出現, 而且涂膜完好。從而經過測試后得到防霉建筑涂料 涂膜性能良好的效果。
3.3涂料殺菌防霉性能測試
經過3.2防霉建筑涂料涂膜性能測試后,還要 通過其他辦法對防霉建筑涂料配制1、2產品形成 的建筑物涂膜在使用期間金屬離子的溶出量以及 苔霉發生變化的測試,經過不同時間的觀測,測試 結果如表4所示。
從上表數據說明防霉建筑涂料的金屬離子溶 出量初期較高,之后逐期降低,三年之后長期保持 在12μg/cm2·日以上。
根據資料和測試結果表明,防霉建筑涂料金屬 離子溶出量在12μg/cm2·日時,涂膜即具有良好的 防霉苔的性能,因此金屬離子溶出量能夠長期保持在12μg/ cm2·日最為適宜。本防霉建筑涂料持續 使用5年以上,金屬離子溶出量仍然能夠長期保持 在12μg/ cm2·日,說明本涂料的防霉苔性能得到 很好的效果。若本涂料不使用無毒金屬合金粉作 為防霉劑,而使用單獨金屬粉,初期金屬離子大量 溶出,之后溶出量減弱, 12μg/ cm2·日的溶出量僅 使用6個月,而后防霉苔效果便迅速降低并很快失 效。
4 施工使用
防霉建筑涂料施工使用前,首先要對建筑墻體 基層嚴格處理,如果處理不當會影響到以后的使用 效果。
4.1基材檢查與處理
4.1.1使用范圍:本涂料涂布的基層有建筑混凝 土內外墻面、石棉板、木材、石質、水泥砂漿或混合 砂漿抹面、清水墻面等建筑物墻體。
4.1.2基層表面必須堅固、無粉化、疏傷松、脫皮 和起殼等現象。
4.1.3對于已刷過石灰、各類油漆、乳膠漆及其它 涂料的漆面,必須清除干凈,直至露出底面砂漿層 后再用滿批建筑膠(如801膠)加水泥調制成的糊 狀膩子刮涂;對于麻筋石灰或大白粉纖維素抹面, 因為其內含有霉菌的營養成分,易受霉菌侵蝕,設 計時不宜采用。
4.1.4涂料在涂刷之前,基層表面要干燥,首先應 清除底面塵灰和污染物。待清除干凈沒有泥土、油 污、廣告色、涂抹等贓物為止,方可進行施工。 4.1.5對于基層表面剛施工完的新抹砂漿面,必 須經過養護半個月以上才能進行涂料的施工或待 表面充分干燥后,使表面含水率10%以下,pH值在 9以下。室外使用時雨天最好不要施工。打磨平整 即可,施工要求抹面平整、無孔洞和不必要的溝槽 等缺欠。否則應提前對基層進行修補。如基材有裂 紋,可注入環氧樹脂或用
封閉底漆材料、聚合物、水 泥砂漿、水泥膏漿、水泥系基材處理涂料等進行修 補處理(注意不要使用膩子)。
4.1.6基層表面應沒有霉菌綠毛出現,否則必須 把霉跡處理(鏟除)干凈,再用10%磷酸三鈉水溶 液涂刷或噴涂2遍進行殺菌清理,也可以用甲醛水 溶液處理。對于霉菌已進入基層深部,應視其具體 情況,全部或局部鏟除清理,以免留下霉菌的隱 患。
4.2涂料的施工使用
4.2.1本涂料的施工溫度不得低于-5℃、不得超 過40℃,一般在20℃左右為宜。
4.2.2底層涂料的施工
涂料的底層涂料為環氧樹脂系透明溶液專用 封閉底漆,也稱溶劑型底漆?？梢苑忾]基層防止返 堿,保護基層,增強基層附著力。底層涂料浸漬性 好,對基材有補強效果,易于上層施工,使用溶劑型 底層涂料應注意放火、通風換氣。
4.2.3主涂層的施工
底層涂料干燥后,進行主層涂料的施工。本涂 料可以選用刷涂、輥涂、噴涂和彈涂均可,按一般建 筑裝飾涂料的施工方法進行操作。每次涂刷的間隔 時間,以涂膜充分干燥為準,一般為24h以上視天 氣情況而定,涂刷2次為宜。如果效果不佳可以多 涂刷一遍,視情況可以自行調節。底層涂料與主層 涂料施工間隔應在3h以上。
5結論
本涂料可根據需要,只需改變成膜合成樹脂即 可配制成室內外及各種場合的性能優異的防霉苔 建筑涂料,由于使用了有效成分無毒金屬合金粉作 為殺菌防霉劑,使其金屬離子的溶出得到適當控制 而使持續有效溶出期顯著延長,因此可使涂料持續 有效防霉時效性也相對的延長。與僅用金屬粉作為 防霉劑相比,其價格低廉,有利于推廣使用。
