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專家論壇 

 
7前一條信息:HYM-2601天然高效殺菌抗菌涂料 8后一條信息:沒有了

HYM-21在中高檔內外墻乳膠漆中的應用研究 

 
 

(周廣德 北京環益美高分子聚合物研究所,北京101113

   Zhou guangde (Beijing Huan Yi Mei lnstitute of polymer ,Beijing 101113)

摘要   HYM21是一種天然的高分子材料,能夠與苯丙或丙烯酸類乳液在常溫下共聚反應,生成性能更好的合成樹脂乳液,它具有顯著的增粘、增稠、增強作用,可以提高涂料的粘附能力及穩定性,改善施工性能、防流掛,涂膜外觀效果優良。

關鍵詞  HYM21  乳膠漆  乳液  內墻涂料  外墻涂料

 

一、概述

涂料是現代建筑裝飾工程必不可少的材料之一,涂料對于建筑物的調溫調濕、空氣微循環與凈化、居住的自然舒適度、生態環境保護、人體健康、以及建筑的使用壽命等,都有著十分密切的關系。用于建筑上的涂料,無論是內墻涂料,還是外墻涂料,必須要有良好的透氣性,能夠調溫調濕、凈化空氣、保持建筑與環境的生態微循環。

從環保與健康的需要,內外墻涂料中所用原材料,要盡可能地少使用或不使用化學膠粘劑、化學助劑、化學色漿,采用性能更好、更穩定、更環保的無機膠凝材料、無機顏料或可以再生的天然樹脂等。

從建筑與環境的需要,我國的建筑用涂料及建筑裝飾不宜學西方的化學涂料裝飾方法。裝飾效果與設計上,追求淡雅清新、自然美觀,力求建筑與環境和諧,城市的建筑色彩,應注重地方傳統文化特色、民族特色、古典與現代結合、充分體現中華各民族的智慧與成就。

從材料、技術、工藝、應用的需要,彩色生態干粉型砂壁涂料體現的是一種涂料與藝術結合的創新理念:涂料不僅僅是裝飾用,還可以表現藝術,啟迪智慧,是藝術、是靈動、是具有傳承價值的產品!

 

二、涂料技術的現狀和影響

伴隨著石油化學工業的發展,化學與建材的結合,化學涂料取代了傳統的膠泥、麻刀灰、石灰膏、三合灰等傳統裝飾抹灰材料,并從溶劑型過渡到水性乳膠漆,這些化學合成乳膠材料在建筑內外墻裝飾裝修工程上的大量使用,由于乳膠材料膜的封閉作用,使建筑墻體喪失了的自動透氣、調溫、調濕、微循環、空氣凈化等自然功能,嚴重影響了室內居住環境的空氣質量、居住的舒適度、安全性和健康性。

現代建筑材料與建筑物不能適應自然環境,更不能與自然環境和諧,城市生態系統脆弱、水氣不平衡、空氣污染增大、熱島效應,在自然災害面前,城市“脆弱”到不堪一擊。今年721日,北京遭遇特大暴雨,共造成77人死亡、直接經濟損失160多億元,不僅北京,全國今年就有數十個城市遭遇水災,數千萬人受影響、造成了無法估量的經濟損失。引起國內外廣泛關注,政府與專家學者在研究評估后,得出的結論是城市規劃設計不合理,城市排水系統有很大問題和城市“不吸水”、“水氣失調” 、“水氣循環障礙”等原理造成。太多的新型建材(砌筑、圍護、保溫、防水、裝飾等),不能與建筑同壽命,現在的高樓大廈。還沒有老祖宗的土坯房使用壽命長,涂料就更不用說了(生產涂料的廠家,去看看北京故宮就明白了)。

盲目性大規模城市建設,破壞了城市生態系統,城市減災問題,首先要做到的是一切都要嚴格遵循客觀自然規律,順應自然,回歸自然,按照生態理念,水氣質量、水氣循環、水氣平衡是城市規劃、設計、建設首要考慮問題。現代城市及建筑不吸水,而且非常怕水,嚴重缺水。主要原因是建筑及市政道路采用大量的化學合成材料,這些材料不吸水、吸濕、不能調濕、不能呼吸透氣,造成水氣循環障礙,材料中的化學有害成分會污染水源、土壤和空氣,材料性能及使用壽命很差,有的只有幾個月,幾年,還不如粘土耐用(參考文獻《現代建材城市建設與健康和生態環境保護》、《生態建材的研究與發展》、www.zglsjc.cn中國綠色建材網,作者:周廣德)。等

 

三、乳膠涂料的缺陷

乳膠漆是以化學合成樹脂乳液、助劑、填料、顏料,采用高速分散、砂磨等工藝等制成,以乳液為主要成膜物,但乳膠的分子結構不很穩定:成膜困難時,需要加入0.40.7%的成膜助劑;生產時,要加入分散劑、消泡劑;涂料粘度不穩定時,需要加入增稠劑、防沉劑;遮蓋效果不好時,需要加入鈦白粉;保質期短,需要加入殺菌劑、防霉劑;施工性不好,還要加入觸變劑、流平劑、潤濕劑,此外,還有抗結皮劑、增光劑、消光劑、增硬劑、疏水劑、憎水劑、催干劑、滑爽劑、乳化劑、防粘連劑、防縮孔劑、防發花劑、防浮色劑、防膠凝劑、黏度穩定劑、抗氧化劑、除味劑、錘紋劑、導電劑、防靜電劑、增白劑等數百種助劑。用這么多的化學品制成的乳膠漆,卻難以使涂料的性能和使用壽命達到理想狀態。

乳膠漆涂料的性能主要取決于乳膠膜的性能,即成膜不好、膜品質差,涂層就不能保持穩定,加入的助劑、顏、填料等,主要起輔助成膜作用,以及改善施工性、遮蓋性能等。涂料中所使用的化學乳液成膜物,其分子結構不穩定,技術性能表現不佳,成膜困難,需要在大量助劑的作用下才能成膜,但成膜后仍難以保持穩定。當我國嚴寒地區氣溫達到-30℃以下,在四川等酸雨較重、或在西藏等紫外線強烈地區,涂料表現出的老化、耐候性等缺陷尤其明顯。

 

四、HYM21功能樹脂的技術性能

1.安全健康環保指標

測試項目                                     

標準值(一等品)  

  實測值

游離甲醛(mg/kg      

   100  

  未檢出

揮發性有機化合物(VOC)(mg/kg

15    

未檢出

苯、甲苯、乙苯、二甲苯總和(mg/kg   

300   

未檢出

有害重金屬(鉛、鎘、鉻、汞等)總和(mg/kg

   285         

  未檢出

放射性(GB6566-2001標準)中A類技術指標    

 

未檢出

抗菌細菌、霉菌性能(HG/T3950——2007標準)                       

 

0

 

2.防火性能

   測試項目

    測試結果

  燃燒性能級別(GB8624-2006

B1B2

燃燒毒理性     

無滴落物、不產生浮塵和劇毒濃煙

 

 3.技術指標

測試項目

標準值(一等品) 

測試結果

產品外觀

 

白色粉末狀

粘度(23±2),pa.s 

1.00

1.3

180°剝離強度 N/25mm

     10

    18 

粘結強度MPa     

     0.5

1.1

溫穩定性(0 24h)

 

呈流動狀態

貯存穩定性 ,(/常溫狀態密封 )

 

1-3

 

  五、HYM21功能樹脂在乳膠漆涂料中的作用機理 

由北京環益美高分子聚合物研究所研制生產的HYM21生態功能型樹脂,這是一種以天然高分子材料為主,經過洗滌,在一定溫度條件下接枝共聚,再經濟干燥、粉末化的一種多功能樹脂型可分散膠粉,該膠粉能在0-40℃溫度環境中成膜,其膜為網狀結構,離子型、帶正電荷,性能十分穩定。       

HYM21生態功能型樹脂比化學乳液的分子稍大,能夠與化學乳液中的極性基團在常溫條件下發生膠聯共聚反應,生成一種性能更好的合成樹脂乳乳液。HYM21生態功能型樹脂本身的粘結強度要高于化學乳液,, 主要作用是增粘、增稠、增強,該產品與化學乳液共聚成膜后,形成的涂膜接觸角更大,粘附力更強,流平性和防流掛性更好,涂膜的遮蓋力強,施工操作性有明顯改善,涂層強度與質量穩定性也有所提高。

HYM21生態功能型樹脂與化學乳液產生膠聯共聚反應后,其成膜物的物理、化學性能更強,可以顯著提高涂料成膜能力、膜的結構力學、膜的結構穩定性。可以很切實、形象比喻一下:沒有用HYM21生態功能型樹脂的涂料成膜物如同“無紡布”,使用HYM21生態功能型樹脂的涂料成膜物如同“有紡布”。

HYM21生態功能型樹脂是一種低碳、環保、原生態膠凝材料(相關參考文獻《生態多功能樹脂型可分散系列膠粉的性能及應用范圍www·zgjf·cn中國膠粉與膩子網,作者:北京環益美高分子聚合物研究所總工程師周廣德)。

HYM21生態功能型樹脂具有國際領先水平,產品不僅在國內市場受到歡迎,還遠銷海外市場。

 

 六、HYM21功能樹脂在乳膠漆涂料應用范圍

HYM21功能樹脂:潔凈常溫水=19的比例,開啟攪拌分散機,將HYM21功能樹脂緩慢加入到水中攪拌,邊加邊攪拌,直至HYM21功能樹脂全部溶解成乳狀液,靜停待用。

1.內墻乳膠涂料

可以用40%50%等量的HYM21功能樹脂的水溶液替代等量50%苯丙乳液,生產內墻乳膠漆涂料。內墻乳膠漆參考配方(略,可另作咨詢)。

2.內墻乳膠涂料

可以用30%40%等量的HYM21功能樹脂的水溶液替代50%等量的丙烯酸乳液,生產外墻乳膠漆涂料。外墻乳膠漆參考配方(略,可另作咨詢)。

3.真石漆

可以用30%40%等量的HYM21功能樹脂的水溶液替代50%丙烯酸彈性乳液,生產真石漆涂料,可以顯著提高真石漆粘稠度、粘附力、涂膜強度,減少噴涂作業落砂量。真石漆涂料參考配方(略,可另作咨詢)。

4.水包水仿理石漆涂料和水包水、水包油多彩涂料

可以用30%40%等量的HYM21功能樹脂的水溶液替代50%等量的丙烯酸彈性乳液,生產水包水仿理石漆涂料和水包水、水包油多彩涂料,可以增加涂料的粘度、附著力、涂膜強度、及抗老化能力,改善涂膜外觀及手感。(略,可另作咨詢)。

5.JS防水涂料

可以用30%40%等量的HYM21功能樹脂的水溶液替代50%等量的丙烯酸彈性乳液,生產雙組分JS防水涂料。JS防水涂料參考配方(略,可另作咨詢)。

6.彈性拉毛涂料

可以用30%40%等量的HYM21功能樹脂的水溶液替代50%等量的丙烯酸彈性乳液,生產彈性拉毛涂料。JS彈性拉毛涂料參考配方(略,可另作咨詢)。

7.干粉類無機涂料

HYM21功能樹脂能與一些化學有機材料起膠聯共聚反應外,還可以與礦物材料中的硅、鋁、鎂、鈣等產生無機凝膠反應,生成新的、性能更好的無機膠凝材料

         HYM21功能樹脂,可以作為任何可以噴、滾、刷、抹、彈的薄層與厚漿涂料的主要膠凝材料或輔助膠凝材料,如硅藻泥壁材、粘土與礦物涂料、無機干粉涂料、砂壁狀涂料等。干料類涂料參考配方(略,可另作咨詢)。

 

七、      配方實例

(一)  高檔內墻乳膠漆

原材料名稱、配方比例、成本核算如下(成本約3600元/噸):總量:1000公斤

原材料名稱                                 重量比               

1、水                                   290公斤

2、內墻銳鈦白粉                       100公斤X16.00     1600.00

3、羥 乙 基 纖 維 素                    3公斤X43.00       130.00

4、分                               7公斤X9.00        63.00

5、消                              1.5公斤X30.00      45.00

6、潤濕劑:(用少許丙二醇稀釋后加入)    2公斤X18.00       36.00

注:按順序將物料全部投入后,1250/分鐘,高速分散10-20分鐘,至攪勻為止.

73000納米鈣                         475公斤X1.10       523.00

8、丙                             12公斤X12.00       144.00元 

9、成                            5公斤X18.00       90.00

注:按順序將物料全部投入后,1250/分鐘,高速分散30-40分鐘,至攪勻為止

10、消                              1.5公斤X30.00      45.00

 11、內墻苯丙乳液                       100公斤X8.50      850.00元 

12HYM-21 膠粉(水72公斤溶解)        8公斤X8.50       68.00

13、殺菌劑                             1.5公斤X20.00      20.00

注:按順序將物料全部投入,邊加邊攪,此為調漆階段轉速為800/分鐘以下,同時調整稀稠度。

(二)普通內墻乳膠漆

原材料名稱、配方比例、成本核算如下(成本約2100元/噸):總量:1000公斤

原材料名稱                               重量比               

1、水                                  400公斤

2、羥 乙 基 纖 維 素                    3公斤X46.00       138.00

3、-95PH值調整劑                       0.5公斤X40.00     20.00

4、水性分散劑                          5公斤X15.00        65 .00

5、水性殺菌劑                         1.5公斤X20.00        30.00       

6、水性消泡劑                          1公斤X20.00          20.00

7、潤濕劑                              1公斤X28.00          28.00

注:按順序將物料全部投入后,600/分鐘,高速分散10-15分鐘,至攪勻為止.

8、銳鈦白粉                            25公斤X16.00         400.00

9、煅燒高嶺土                          75公斤X1.70       128.00

10、輕質碳酸鈣                         160公斤X0.65      104.00

11、滑石粉                               50公斤X0.80         40.00

12、重質碳酸鈣                          200公斤X0.80        160.00

13HYM-21                              10公斤X18.00        180.00

14、增白劑                             0.5公斤X40.00     20.00 

注:按順序將物料全部投入后,1250/分鐘,高速分散30-40分鐘,至攪勻為止       15、成膜助劑                              3公斤X18.00       54.00

16、乙二醇                               3公斤X12.00         36.00

17、苯丙乳液                             80公斤X8.00         640.00

18、水性消泡劑                           1公斤X20.00        20.00

19、增稠劑(堿溶脹)                     5公斤X15.00       60.00元 

20、流平劑(用10公斤水、2公斤乙二醇稀釋)1.5公斤X40.00      60.00

注:按順序將物料全部投入,此為調漆階段轉速為600/分鐘,同時調整稀稠度。

 

(三):彈性外墻乳膠漆配方及生產工藝

原材料名稱、配方比例如下:總量:1000公斤

原材料名稱                                      配方比例 (重量比)        

1、去離子水(或自來水):                                170公斤

2PH調整劑(甲醛):                                      1公斤

3、鈦           粉:                                  150公斤

4、羥 乙 基 纖 維 素(30000S):                           3公斤

5、分           劑:                                    6公斤

6、消           劑:                                  1.5公斤

6、潤           劑:                                    2公斤

注:按順序將物料全部投入后,1250/分鐘,高速分散10-20分鐘,至攪勻為止

7、硅         粉:;                                100公斤

8、重           粉:                                 200公斤

9、丙           醇:                                  15公斤

10、成         劑:                                   6公斤

注:按順序將物料全部投入后,1250/分鐘,高速分散30-40分鐘,至攪勻為止

11、消           劑:                                 1.5公斤

12、北京環益美研究所HYM-21 膠粉(水72公斤溶解):        8公斤

13、苯         液:                                  50公斤

注:按順序將物料全部投入,此為調漆階段轉速為300-500/分鐘,同時調整稀稠度

14、彈         液:                                  250公斤

15、氨             水:                                    1公斤

16、增稠劑:                                                適量

注:1、待苯丙乳液攪拌均勻后,再加入彈性乳液將轉速調為300-500/分鐘攪拌均勻即可灌裝出廠。

2、原白:鈦青綠色漿加20克。

3、如生產其它顏色的外墻乳膠漆,可根據需要用水性色漿配色、調色即可。

(四)JS防水涂料配方(Ⅰ型)

原料名稱                                   配方比例(kg                                              

A組分(液料部分)

丙烯酸彈性乳液                 330

HYM-21(北京環益美研究所)            10

                                              120

消泡劑                                           2

殺菌劑                                           2

合計                                            464

B組分(粉料部分)                                

42.5PO普通硅酸鹽水泥                            16

石英粉 (130160目)                           376                                                 

合計                                             536

總計                                            1000

(五)真石漆涂料配方(增強型)

原料名稱                                   配方比例(kg                                               

羥乙基纖維素                                     2素維                             1

丙烯酸彈性乳液                 90-100

HYM-21(北京環益美研究所)            4-5

                                              135

AmP-95                                          0.3

水性殺菌劑                                       1

水性消泡劑                                      0.5

成膜助劑                                        4

40-120目彩砂                                    755                                                

 

八、HYM21功能樹脂的經濟效益與社會效益

目前苯丙乳液的市場價格每噸在7000元左右,丙烯酸彈性乳液每噸在12000元左右,而HYM21功能樹脂的水溶液每噸1800元,在提升涂料產品的品質的同時,還可以為涂料企業省下一大筆原材料費用,其經濟效益是明顯的。

全世界都在倡導低碳、節能、環保、健康,在涂料中使用HYM21功能樹脂,有效減少化學品的使用,提升產品的環保價值,對于保護生態環境意義重大,其社會效益是顯著的。                               

 

九、綜述

     HYM21功能樹脂性能優良,產品及技術成熟可靠,從理論基礎到產品的性能研究、產品應用技術、技術服務與技術指導、質量要求等方面,比較系統和全面。

HYM21功能樹脂產品將很好地服務于涂料行業,讓千家萬戶受益。 

                                                                                  

                            2012年8月19于北京通州

附:作者簡介
   
周廣德,男,北京環益美高分子聚合物研究所總工程師,從事科技工作二十余年,有多年的理論研究和豐富的實踐經驗,為上千家企業、幾百個工程項目提供過上萬次的專業技術咨詢服務,主持或參與開發新技術、新產品百余項,個人獨立技術項目有120多個,發表專業論文五十余篇,專業技術講座200余場次,其中有八篇論文獲得優秀論文獎,有兩篇論文入編《中國現代化建設研究文庫》,國內有100余種論文集收錄其作品及研究成果。主要研究方向:高分子材料、生化技術、生態建材、建筑保溫節能技術、內外墻各種膩子、干混砂漿、水基干粉涂料、建筑防水材料、防火材料、相變材料、專業技術咨詢服務等。

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