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彩色生態干粉型砂壁藝術涂料的研究

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-05-03  來源:北京環益美高分子聚合物研究所(北京101113)  作者:周廣德  瀏覽次數:1798
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        摘  要:干粉型彩色生態砂壁藝術涂料,是一種不用化學乳膠、聚乙烯醇、化學助劑,用HYM-25型天然高分子與礦物材料中的硅鋁質成分產生無機膠凝反應,生成新的凝膠物,加入骨料、無機顏料天然樹脂制成,具有強度高、穩定性好,耐酸堿、防火、抗老化和環保無毒害、成本低、工藝簡便等優點,有很好的經濟效益和社會效益。
        關鍵詞:HYM-25;砂壁涂料;干粉涂料;厚漿涂料;彩色砂漿
 
一、概述
        干粉型彩色生態砂壁藝術涂料,不同于彩色砂漿、真石漆、浮雕涂料等產品,它吸取了這些產品的優點,克服了這些產品的缺陷。
        在產品的研究與設計上,考慮生態環保和產品性能等方面,干粉型彩色生態砂壁藝術涂料以無機膠凝材料為主,選用HYM-25型天然高分子與礦物材料中的硅鋁質成分產生無機膠凝反應,生成新的凝膠物,加入骨料、無機顏料制成,具有強度高、穩定性好,耐酸堿、防火、抗老化和環保無毒害、成本低、工藝簡便等優點,有很好的經濟效益和社會效益。
二、技術原理
        彩色砂漿、真石漆、浮雕涂料等產品主要使用乳膠粉、聚乙烯醇、HPMC或合成樹脂乳液,這些產品的穩定性和環保性都較差,不能保證其產品與建筑物同行等的使用壽命,其主要原因是乳膠粉、聚乙烯醇、HPMC或合成樹脂乳液作用時間短,在外墻上使用后,涂層很快就會老化、龜裂、空鼓、粉化、脫落。彩色砂漿、浮雕涂料產品中使用大量的水硬性無機膠凝材料,如白色硅酸鹽水泥,但使用了這些低性能的外加劑后,會不同程度地影響水泥的凝膠反應效果、以及后期強度及穩定性的增長。七八十年代的水泥砂漿和水泥制品,歷經幾十年,性能仍然保持很好,現代的水泥砂漿和水泥制品由于過多地依賴外加劑,水泥制品的性能與壽命卻大大降低,這是一個值得思考和研究的問題。
        為提高干粉型彩色生態砂壁藝術涂料的性能和使用壽命,我們選用穩定性和環保性更好、由北京環益美高分子聚合物研究所研制生產的HYM-25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,可以與水泥、石膏、氫氧化鈣、粘土、粉煤灰、廢渣等活性礦物材料(如硅、鋁、鎂等)發生凝膠反應,充分激活礦物材料中的一些活性物質,生成新的凝膠物,這種新的凝膠體具有:有機材料、水泥、陶瓷、玻璃等的一些特性。還可以與合成樹脂乳液、乳膠粉、聚乙烯醇、HPMC、CMC等高分子材料中的一些極性基團,產生化學共聚膠聯反應。HYM-25功能型樹脂,應用范圍很廣泛。
三、HYM-25功能型樹脂的技術指標
        (1)安全健康環保指標
測試項目
標準值
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級
        (2防火性能
  燃燒性能級別(GB8624-2006)
B1或B2級
  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
實測值
  產品外觀
 
白色粉末
  粘度(23±2 ℃),pa.s
≥ 1.00
1.1~4.3
  180°剝離強度 N/25 mm
≥ 10
≥ 12~33
  粘結強度MPa
≥ 0.5
≥ 0.8~1.1
  低溫穩定性(0 ℃,24 h)
 
呈流動狀態
        (4產品穩定性                          
  粉末狀成品貯存穩定性
1~3(年/常溫狀態密封)
  制成水溶液(膠水、白乳膠等)
6~12(月/常溫狀態密封)
                                               
四、干粉型彩色生態砂壁藝術涂料的技術性能
        干粉型彩色生態砂壁藝術涂料的技術性能優于相關產品,經權威機構檢驗,其技術性能如下表:
標準要求(E型)
檢驗結果
單項結論
  可操作時間(30 min)
刮涂無障礙
刮涂無障礙
符 合
  初期干燥抗裂性
無裂紋
無裂紋
符 合
  吸水量/g
  30 min
≤ 2.0
0.8
符 合
  240 min
≤ 5.0
3.5
符 合
  強度/MPa
  抗折強度
≥ 2.5
3.67
符 合
  抗壓強度
≥ 4.5
6.58
符 合
  拉伸粘結原強度
≥ 0.5
0.8
符 合
  老化循環拉伸粘結強度
≥ 0.5
0.55
符 合
  抗泛堿性
無可見泛堿,不掉粉
無可見泛堿,不掉粉
符 合
  耐沾污性(白色或淺色)
  立體狀/級
≤ 2
1
符 合
  耐候性(750 h)
≤ 1級
1級
符 合
  防火性
 
A級
符 合
五、干粉型彩色生態砂壁藝術涂料施工工藝及相關要求
        1. 墻基層要求
        墻基層必須堅實平整,無油污、粉化、疏松、浮塵等。
基層是水泥砂漿抹灰墻或是保溫層抗裂砂漿上,只要基層強度高,基本平整,可以不用外墻膩子找平,直接進入施工程序。
        2. 施工工藝及程序
        (1)在確認基層符合施工條件及要求后,先用專用封閉底漆或底涂(分割線條,用帶顏色底涂)進行基層封閉處理(以防止基層返堿。如是白顏色,可不用封閉底漆)。
        (2)在預設分割線上,按工藝要求貼好紙膠條。
        (3)打開砂壁狀涂料包裝,按粉︰水=1︰0.3~0.4的比例,用手電鉆攪拌器攪拌均勻,成膠泥狀。采用類似真石漆、浮雕底料專用噴涂設備,分1~2遍均勻噴涂于墻基面上,也可用彈涂、滾涂等其它施工方法。
        (4)撕去紙膠條。
        (5)待涂層表面略干至不沾手時,用鋼抹子輕輕收壓成浮雕狀。
        (6)涂層完全干透后,用專用罩面劑涂刷罩光即可。最好分兩次采用噴霧方式,首次噴霧干至不粘手時,進行第二次噴霧。
         3. 注意事項
        (1)施工環境溫度宜在25 ℃左右。
        (2)必須選擇光照條件好、晴朗無風天氣進行施工。
        (3)未用完的物料必須防潮、密封保存。
        (4)施工后,涂料固化過程和罩面劑干透前,涂層不能遇水、遇雨等,以免涂層顏色發花。
六、干粉型彩色生態砂壁藝術涂料與其它產品的比較
        1. 與乳膠漆涂料的比較
        乳膠漆是以化學合成乳液、助劑、填料、顏料,采用高速分散、砂磨等工藝制成,涂料中的一些化學物質,不抗老化、也不環保。施工前,要求必須用膩子批刮兩遍,將墻面找平后,涂刷封閉底漆,裝修工藝復雜、費工費時、成本高,裝修后會影響建筑的透氣性;干粉型彩色生態砂壁藝術涂料,屬啞光厚漿型無機涂料,對墻基面要求不高,直接噴涂,成本低、省工、省時;乳膠漆涂料飾面效果單調、沒有質感、立體感,干粉型彩色生態砂壁藝術涂料可以將涂料與藝術結合,可以做很多具有藝術效果和價值的花紋圖案、幾何圖形、立體線條、甚至是風景畫等,使城市建筑外觀更藝術、更豐富、更美觀、更有活力。
        2. 與真石漆比較
        真石漆是用天然彩砂、丙烯酸彈性乳液、化學助劑等制成,由于化學乳液的穩定性、耐候性較差,真石漆施工后不久(一般在幾年后),就會出現涂層老化現象,引起涂層開裂、空鼓、粉化、脫落。有機材料與無機材料的比較是,有機材料成膜固化快,但強度及穩定性會隨時間延長,逐漸地由強變弱、由好變差,而無機材料則是逐漸地由弱變強、幾十年后還可以保持穩定。干粉型彩色生態砂壁藝術涂料可以達到真石漆的裝飾效果,材料成本只有真石漆的30 %左右,而且不會出現涂層老化開裂、空鼓、粉化、脫落現象。
        3. 與彩色砂漿比較
        彩色砂漿是用白色硅酸鹽水泥、乳膠粉、HPMC、木質纖維、PP纖維、抑堿劑、減水劑、早強劑、淀粉醚、無機顏料等經過干混而成,本來水泥就是很穩定的膠凝材料,由于大量使用乳膠粉等化學添加劑,化學膠粘劑的膜會堵塞和封閉水泥的毛細孔,使砂漿喪失利用自然環境條件進行自我養護的能力,極大地影響水泥的后期強度和穩定性。干粉型彩色生態砂壁藝術涂料,采用與礦物材料親和性好、凝膠能力較強的HYM-4功能型樹脂,勿需過多地加入其它添加劑,成本僅為彩色砂漿的50 %左右。彩色砂漿只是做小塊仿磚型,施工難度大,裝飾效果單調,難以滿足高品質要求,而干粉型彩色生態砂壁藝術涂料,可以做出數萬種風格不同的、具有藝術效果和價值的花紋圖案、幾何圖形、立體線條、甚至是風景畫等,不僅體現了涂料價值,更展現了藝術魅力。
        彩色生態干粉型砂壁涂料的原材料來源廣泛、易購,產品配方與生產簡單,產品質量容易控制。
七、干粉型彩色生態砂壁藝術涂料的市場前景
        干粉型彩色生態砂壁藝術涂料,材料成本只有約1000~1200元/噸,目前同類產品的市場售價約在4000~6000元左右,其具有可觀的經濟效益。
        干粉型彩色生態砂壁藝術涂料,具有良好的透氣、調濕、調溫、防火、低碳、健康、綠色環保性能,其具有顯著的社會效益。
        干粉型彩色生態砂壁藝術涂料是采用無機膠凝材料的技術路線,優化配方,充分利用和發揮材料的性能和作用,將材料性能發揮到極點,技術成熟可靠。經多次檢測,在全國一些建筑工程上應用表明,產品和技術具有科學性、先進性、環保性、實用性和系統性。
八、干粉型彩色生態砂壁藝術涂料的生產條件
        干粉型彩色生態砂壁藝術涂料的生產設備和工藝簡單,不需要加溫、不用水,無“三廢”排放,現有生產涂料、膩子、砂漿的廠家不需另投資設備和廠房,利用現有的干粉混合設備就可以生產。
        新建廠,視投資規模,廠房約需200~1000 m2,生產設備可選用北京環益美高分子聚合物研究所生產D2型系列無重力高效干粉混合機。
        產品包裝可以采用紙塑復合袋、塑料編織袋或其它包裝材料。
九、綜述
        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,還可以啟迪智慧、激發人們的聰明才智、是藝術、是靈動、具有傳承的價值!
        彩色生態干粉型砂壁涂料,淡雅清新、自然美觀、力求建筑與環境和諧,經濟實用,能夠體現中華各民族特色、及其智慧與成就。
        彩色生態干粉型砂壁涂料,注重品質和效能,源于自然,回歸自然,是材料的靈性與人類智慧的結果。



2012年9月18日于北京通州
 
 
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