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真石漆产品及检测标准概述

来源:三棵树 作者:王文毅 时间:2018-11-07 点击:
导读:真石漆产品及检测标准概述

0   序言
近年来,真石质感类涂料在外墙装饰保护领域占据了较大的市场份额,逐渐取代石材、瓷砖、铝塑复合板等外墙装饰材料,主要归功于人们健康环保理念的提升和乳液合成等涂料技术的进步。传统建材如石材和饰面瓷砖的生产占用大量的土地矿产资源,对植被和生态系统造成严重破坏,瓷砖还需要消耗能源进行高温烧制,是一个“高能耗、重污染”的过程。施工后石材和瓷砖会增加墙面自重,粘结不牢固或者使用年限较旧还容易脱落,造成安全事故。
真石漆是以合成乳液和天然石粉为主要原料,辅以各种助剂配制而成的一种外墙涂料。从经济上考虑,无论是原材料价格还是施工维护费用都比石材和铝塑板便宜,与瓷砖价格接近;真石漆还具有色彩丰富、装饰效果强烈的特点,根据客户的需要选择不同粒径和颜色的彩砂可模仿大多数石材效果,可施工于平面、柱面等不同的形状的底材;生产过程健康环保,能有效减轻建筑物负重,提高安全性。基于这些从经济到环保等各方面的优势,虽然传统乳胶漆及平涂市场发展速度降低,但真石漆自2010年以来势头迅猛,比重在逐年提升,在未来数年内仍具有强大的增长空间。
1   乳液和骨料
相对弹性乳胶漆、质感等其他水性建涂涂料,真石漆配方相对简单,市场上常见品牌配方大都如表1所列[1],由水、乳液、彩砂和助剂组成。不像水包水多彩涂料对水中离子浓度敏感,需要采用去离子水,真石漆可直接采用自来水,且自来水经过杀菌处理不容易引起微生物污染。
1 真石漆参考配方

序号 物料 质量份/%
1 10
2 乳液 10-15
3 骨料 75
4 助剂 1.0-1.5

1.1   乳液
与其他类型乳胶漆一样,乳液始终是核心成分,粘结粉料(彩砂)并附着在基材表面,提供真石漆的基本性能。选择玻璃化温度较高的(一般30℃左右),粒径较细(0.1-0.2μm),粘结能力较强的乳液制成的真石漆漆膜致密、硬度高,具有良好的粘结强度、附着力、耐沾污和抗回粘性。相对平涂乳胶漆而言,真石漆PVC高且粉料粒径粗,机械空隙较大,易吸水,对乳液耐水耐碱性要求高。真石漆生产过程中剪切力较高且彩砂中可能含金属离子,对乳液机械稳定性和离子稳定性要求高。外墙涂料要经受日照雨淋、季节温差等自然环境变化的考验,好的耐候性、耐紫外线照射及抗开裂性能有效延长使用寿命。
对于真石漆,苯丙、纯丙、硅丙乳液均可使用,表2列举了市场上常见的真石漆乳液型号。目前国内真石漆市场竞争激烈,绝大多数产品采用性价比较高的苯丙乳液,由苯乙烯与丙烯酸酯共聚而成,在耐水性、粘结力等性能上都有相当不错的表现,但苯丙乳液受紫外线照射容易黄变[2]。由丙烯酸酯共聚而成的纯丙乳液耐候耐紫外线照射性能好,但价格相对较高,在中高端市场应用较多。如果在苯丙或纯丙主链上引入有机硅能提升乳液耐候、拒水等性能,但由于技术原因,硅丙乳液有机硅含量不高,通常在10%以下,对性能提升有限且价格昂贵,主要应用于高端真石漆及罩面漆。
2  市场上常见的真石漆乳液型号

类型 主要特点 乳液
苯丙 性价比高,耐水性好,耐候性较差,纯白色易黄变 Primal TX-012,Primal  DC-420,Acronal 7066,RS-992,BLJ-838A-2,XG-2003B,LWJ-8348,Archsol 8039,BS-107
纯丙 综合性能居中,耐光耐候性好 Primal TX-100,Acronal  7015G, RS-706T,BLJ- 9975,AP-4765,LWJ-8236,Archsol  8055
硅改性 价格高,耐水耐候综合性能好 RS-996AD,BLJ-998AD,LWJ-8338,TD-686

 
对产品说明书提供的玻璃化温度、最低成膜温度、固含等指标能部分反映乳液的性能,但真正影响粘结强度、耐水耐候性的指标如乳液聚合方式、构成、单体残量往往不会提供,需要通过试验筛选。将乳液在玻璃板刮膜50℃烘箱烘干然后泡水的方法来判断成模性及耐水性,通过白石试验或QUV快速法检测乳液耐候性,高速搅拌试验乳液的机械稳定性,当然最终还是要应用于成品漆按照标准进行系统检测筛选。
1.2   骨料
骨料是仅此与乳液的重要成分,对真石漆性能影响很大。一般选择40-80目和80-120目彩砂和白色砂作为主骨料,彩砂主要提供色差和遮盖,根据来源分为天然彩砂和人工彩砂。添加其他较粗或较细粉料作为点缀或调色相,甚少选择平涂乳胶漆常用的重钙、钛白粉等细粉料,较多填料特别是着色颜料较强的遮盖性使真石漆失去了特有的自然质感和色彩。
(1)白色砂矿源丰富稳定,价格相对较便宜,市场到岸价500-1000元每吨,可降低调色价格,用量最大。最常用的两种是汉白玉和雪花白,都属于石英砂,但结构和成分不同,前者略遮盖力好,雪花白纯度较高,价格便宜但遮盖力低,调色一般不超过15%。
(2)天然彩砂颜色自然质朴,价格较人工彩砂便宜,市场到岸价1000-1500元每吨。通过开采原石粉碎、筛分、清洗制成,一般都是矿石开采时的碎石和石材加工的边角料,不含染料,耐水耐候性能好。真石漆调色常用黑色、红色和黄色三个色系,大多产自河北石家庄(灵寿)、河南南阳、安徽广德、广东云浮等地区。随着开采量的加大,优质矿源日益枯竭,开始出现供货紧张,价格上涨,批次稳定性差等问题,给调色和真石漆颜色重现带来了不小的麻烦[3]
(3)人工彩砂色彩艳丽,粒径、颜色等批次稳定性好。通过化学颜料搅拌染色的人工砂价格便宜,但耐候性差容易褪色;矿物颗粒和化学颜料约1000℃高温烧结砂,耐水耐候性能好、不易褪色,但价格高,约为天然彩砂价格的1.5-3倍。
 真石漆中乳液与骨料的比例以及骨料颗粒级配对其性能和外观有很大的影响。乳液过少不能完全包覆骨料,喷涂掉砂过多,涂膜不致密,粘结强度低;乳液过多不但提高成本,且涂膜密实发闷,失去了真石漆应有的自然质感造型,另外乳液过多易浮色浮浆,产生光泽不一致和色差等问题。表3列举了目前流行色调色常用彩砂的物理参数(数据以实测为准,但由于彩砂厂家、矿源、批次不同有较大波动),由于粒径较大,吸油值比重钙、钛白等乳胶漆常用填料低,大多居于5-10之间。以表3列举的常用彩砂平均吸油值8.0 g估算75%骨料(密度以1.4 g/cm³计)重量占比真石漆的临界颜料体积浓度(CPVC)值约为89.3%,达到CPVC值需要的乳液(乳液固含以47%计)为13.6%重量比,该数据可作为真石漆配方设计的参考值,将乳液含量尽量避开13.6%,以稍低的12%或者稍高点的15%为佳,过高过低其粘结强度、孔隙率、耐水耐沾污等性能将发生改变,影响涂膜外观和使用寿命。
 
3 真石漆调色常用彩砂物理参数

彩砂/目 密度g/cm³ 吸油值g/100g 彩砂/目 密度g/cm³ 吸油值g
汉白玉40-80 1.39 7.5 汉白玉80-120 1.45 12.0
大理白80 1.39 9.4 雪花白80 1.49 8.0
灰玉40-80 1.33 7.0 灰玉80-120 1.32 9.5
菊花黄40-80 1.39 5.5 菊花黄80-120 1.37 7.6
丹顶红40-80 1.36 6.5 丹顶红80-120 1.40 7.0

 
 骨料级配对真石漆施工性、掉砂、发花等性能也有很大影响。一般选择以40-80目和80-120粒径砂为主砂,不宜过粗与过细彩砂直接搭配,中间应有过渡粒径,根据来样效果辅以10-20目或20-40目粗砂作点缀,有时需要少量目数高于120目的细粉调节色相。级配较粗,质感效果强烈,但是喷涂飞溅严重,遮盖力差,耗漆量大且容易透底发花,另外在重污染城市或未完工工地,这种毛面效果容易挂灰造成发花;级配较细,喷涂出料顺畅欠佳,板面细腻,但遮盖力好。以雪花白和汉白玉为主的白砂系价格便宜、白度较高,是使用最为广泛的两种砂,雪花白价格比汉白玉低但呈半透明状,遮盖力差,不适用于白色、浅黄色等浅色系中,对于浅色系列应以80-120目汉白玉为主提供遮盖和填充。岩片漆需要增加岩片的显色量,可用透明度好的雪花白作为主砂,真实感强[4]
真石漆持续走热,未来数年内对彩砂的需求量仍将攀升,为迎合广大的市场需求,彩砂行业将从以下两方面进行产业调整。首先是传统天然彩砂产业的资源重整,从能源利用率、政府导向、利润率等诸多方面考虑,一些大的彩砂厂会逐渐吞并小厂,掌握较多的矿源,进行科学的质量控制,提高产品质量和稳定性。另一方面,随着染色技术的进步,人工染色彩砂质量稳定提升,在耐候性、防腿色等方面取得一定进展,加上其比较低廉的价格将占据一定的市场;人工烧结砂改进生产工艺,降低成本满足市场的需求。

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