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(fā)的以合成樹脂為主要成膜物質(zhì),加入環(huán)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(zhì)
成膜物質(zhì)也稱聚結(jié)劑(基料),對防霉建筑涂料的成膜物質(zhì)選擇應(yīng)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(chǔ)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(jié)力強、性能穩(wěn)定,一般選擇有機類的有丙烯酸樹脂、氯偏樹脂、氨基樹脂、環(huán)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(zhì)完全可以采用有機與無機的幾種樹脂復(fù)合使用,這樣能夠使優(yōu)越性能得到相互補充。本涂料在結(jié)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(zhì);配制具有耐腐蝕性的涂料時采用環(huán)氧樹脂、氨基甲酸樹脂等合成樹脂作為成膜物質(zhì)。
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(xì)菌和微生物生長、繁殖的化學(xué)物質(zhì),通常建筑涂料中采用的防霉劑應(yīng)滿足以下條件:
⑴不會與涂料中的各組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(jīng)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(jīng)熔融、霧化、粉碎、風(fēng)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(xì),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(jīng)久不變,對濕熱和日光長期直射敏感,應(yīng)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(wěn)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(shù)性能的硅酸鋁功能性的填料,最好是超細(xì)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(jù)涂料性能適當(dāng)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(lán)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?qū)⒍N以上配合使用均可。如有條件允許的生產(chǎn)單位顏填料均采用納米級或超細(xì)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(yīng)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(jié)力強、柔韌性和絕緣性好、耐腐蝕、防潮性好等優(yōu)點,成膜時起增塑劑的作用,協(xié)助涂料成膜。涂料的溶劑是輔助成膜物質(zhì),與成膜助劑一樣,刷涂或噴涂成型后即發(fā)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(jù)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(chǎn)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?qū)⒃霞尤敫咚俜稚C內(nèi)混合均勻,調(diào)節(jié)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(diào)整黏度,過濾出料,檢測重量,包裝入庫。
1.2.2生產(chǎn)工藝操作
防霉建筑涂料生產(chǎn)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(shù)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(shù)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(yīng)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(jié)構(gòu),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(yīng),使合成樹脂擴鏈交聯(lián)而使其基團分布于分子鏈兩端,而且活性較強,容易發(fā)生反應(yīng)。它再與樹脂固化劑的活性基團發(fā)生固化反應(yīng),交聯(lián)固化形成防霉涂層。其特點是成膜溫度較低,這個反應(yīng)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(nèi)發(fā)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(chǎn)與一般建筑涂料生產(chǎn)不同之處主要是防霉劑的加入順序。因為大多數(shù)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(yīng)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(xì)越好,分散效果也越好,防霉殺菌效果也越強。
3結(jié)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(guān)系。下面以固體份計量來說明其兩者之間的關(guān)系:合成樹脂基準(zhǔn)數(shù)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(chǎn)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(guān)系:下面以固體份計量來說明其兩者之間的關(guān)系,合成樹脂基準(zhǔn)數(shù)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(yǎng)豬場或養(yǎng)雞場等畜禽飼養(yǎng)場所劣質(zhì)環(huán)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(chǎn)品來刷涂養(yǎng)豬場或養(yǎng)雞場混凝土地面。
⑵用防霉建筑涂料配制2產(chǎn)品來刷涂養(yǎng)豬場或養(yǎng)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(chǎn)品刷涂的表面,經(jīng)過二年使用后,經(jīng)檢查結(jié)果均未發(fā)現(xiàn)養(yǎng)豬場或養(yǎng)雞場等畜禽飼養(yǎng)場所的排泄物給被涂物及被涂物涂膜造成的劣質(zhì)化損傷,也未發(fā)現(xiàn)苔霉出現(xiàn),而且涂膜完好。從而經(jīng)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(jīng)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(chǎn)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(fā)生變化的測試,經(jīng)過不同時間的觀測,測試結(jié)果如表4所示。
從上表數(shù)據(jù)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(jù)資料和測試結(jié)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(xù)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(yán)格處理,如果處理不當(dāng)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(nèi)外墻面、石棉板、木材、石質(zhì)、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(xiàn)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(diào)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(nèi)含有霉菌的營養(yǎng)成分,易受霉菌侵蝕,設(shè)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(yīng)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(jīng)過養(yǎng)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(yīng)提前對基層進行修補。如基材有裂紋,可注入環(huán)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(yīng)沒有霉菌綠毛出現(xiàn),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(yīng)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(huán)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(yīng)注意放火、通風(fēng)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(zhǔn),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(diào)節(jié)。底層涂料與主層涂料施工間隔應(yīng)在3h以上。
5結(jié)論
本涂料可根據(jù)需要,只需改變成膜合成樹脂即可配制成室內(nèi)外及各種場合的性能優(yōu)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(dāng)控制而使持續(xù)有效溶出期顯著延長,因此可使涂料持續(xù)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。
