真石漆用乳液选型的技术要求及实效测试方法

厦门固克涂料集团有限公司 作者：李百奎，吴银河

摘要：基于真石漆产品的技术体系和原理,对真石漆用乳液的类型选配、技术要点、特定性技术要求以及实际有效的测试方式方法进行了明确阐述和论述.同时也针对特定性技术要求的技术原理和意义进行了确切的解析论述.

关键词：真石漆用乳液 技术要求 实效测试方法

0 前言
真石漆作为典型的仿石型涂料，具有“厚质厚膜、完全以天然彩砂颗粒为骨质颜料、与细质型色彩乳胶漆有显著不同”的特点。这也导致真石漆于成膜物质——聚合物乳液的选用上具有特定性的技术要求，尤其是与传统细质色彩型乳胶漆相比，其特定的技术差异性十分明显。尽管当前行业内各专业聚合物乳液生产厂也都明确设有真石漆用乳液系列产品和型号，也多有推荐与指导实施应用，但至今尚无统一性的真石漆用聚合物乳液行业标准或特定性选材
规范。且据笔者了解，当前行业内真石漆生产厂也多数没有明确的相关真石漆用乳液特定选材方面的内部技术文件，多是依赖聚合物乳液厂商的推荐和厂商配方技术人员的经验进行测试和评判。基于以上论述和实际状况，笔者结合真石漆体系技术原理和经验，对真石漆乳液的选用特定性要素要点进行技术分析，并给出利于生产实践的实际有效的测试方式及方法，供行业技术同仁借鉴与参考。
1 乳液类型选配及技术性解析
真石漆用乳液主流类型为3种：纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液。基于真石漆生产实际，3种乳液都可以制备并获得良好的真石漆体系，于当前行业内也都不乏有使用者。真石漆配方技术体系原理，技术解析如下：
(1)真石漆体系颜料为完全性天然彩砂，自身实效遮盖性不同于色彩乳胶漆，具有涂膜色泽直接显现性。通常乳液膜黄变或白化时真石漆涂膜均会直接显现，尤其是基于白色或浅色性真石漆而言。真石漆理应选择耐黄变或不具黄变基团的乳液种类，如纯丙乳液、硅丙乳液。
(2)真石漆内彩砂颗粒状况，聚合物乳液必须具有良好的包覆粘结性，可有效包覆粘结全部彩砂颗粒，并确保具有粘结实效性、涂膜防水致密性。试验证实：同一彩砂级配同等乳液用量的真石漆，苯丙乳液、纯丙乳液会比硅丙乳液更具包裹性优势。所以通常相对低乳液用量的真石漆体系，往往采用苯丙乳液、纯丙乳液居多。
(3)真石漆涂膜对耐水性、抗水性、耐水强度有很高要求，也要求涂膜耐水后强度无明显损失或软化。以笔者经验：相对低乳液用量(彩砂界面临界性包裹)时，苯丙乳液往往会略优于纯丙乳液，并均显著优于硅丙乳液；但是在相对高乳液用量(彩砂界面充足性包裹)时，三者通常都可满足应用。
(4)对真石漆耐久耐候性而言，必须基于真石漆配方体系中彩砂的包覆性粘结状况，如上述(3)所述是否为临界性包裹或充足性包裹。当充足性包裹状况时，硅丙乳液会优于纯丙乳液优于苯丙乳液；而临界性包裹时则不同，苯丙乳液、纯丙乳液会多优于硅丙乳液。分析技术机理在于：临界性包裹时真石漆老化受耐水蚀性、酸蚀性因素影响更大。
(5)对真石漆产品稳定性而言，生产实践也多证实：3类乳液均可获得稳定的真石漆产品体系。任何一款真石漆用乳液在使用应用前，均应做体系稳定性测试以及配方相容性扩展试验。
2 真石漆用乳液的常规技术性要求及测试
真石漆用乳液常规技术性能可依据GB/T 20623—2006《涂料用聚合物乳液》进行检验测试或者审定(由聚合物厂家提供检验报告)；具体包含容器中状态、固体含量、pH值、黏度、最低成膜温度、冻融稳定性、贮存稳定性、稀释稳定性、机械稳定性、钙离子稳定性、残余单体总和、游离甲醛含量、VOC含量等。
3 真石漆用乳液特定性技术要求、意义及实效方法
3.1 乳液膜透明度或清透性状况
3.1.1 意义阐述
真石漆是乳液包裹天然彩砂来显现和仿真天然石材，能够凸显彩砂本色状态至关重要。故而要求聚合物乳液具有良好的透明度且以清透性为佳。于此说明：乳液膜透明度仅是作为真石漆选材的对比参考性而非强制性指标，因为真石漆体系配方中的其他成分也会对透明度产生影响。
3.1.2 实效方法
用50 μm线棒涂布器于洁净玻璃板上涂布乳液，涂完即放入40 ℃(或高于乳液最低成膜温度)烘烤箱内，确保乳液成膜完整和连续，待2 h(成膜后)取出，经室温放置12 h后观察评判。
3.1.3 技术要求
要求乳液成膜后透明，具均匀清透性，无显见雾影、发白状态。
3.2 乳液膜的耐水性及耐水白化性
3.2.1 意义阐述
如前述，真石漆颜料为完全天然彩砂，不具实质性遮盖力，具有乳液膜色泽显现特性。乳液膜如果耐水白化或雾化，真石漆涂膜也会显现白化。所以真石漆用乳液均要求乳液膜耐水性和耐水白化性良好。
3.2.2 实效方法
用50 μm线棒涂布器于洁净玻璃板上涂布乳液，涂完即放入40 ℃(高于乳液最低成膜温度)烘烤箱内，待成膜后(2 h)取出经室温放置24 h，于常温将带乳液膜的玻璃板至少1/3部分浸入水中。浸水2 h内观察并记录初白时间、起泡状况；浸水4 h、8 h分别观察记录白化、剥离或起泡状况；待24 h后取出置于常温下总体评判，并记录白化恢复情况。
3.2.3 技术要求
要求乳液膜2 h内基本无白化、无起泡；4 h、8 h、24 h白化轻微，允许有起泡但无完全分离；浸水后白化部分可良好恢复，恢复后与非浸水部位无明显差异。

3.3 乳液膜抗黄变性
3.3.1 意义阐述
乳液黄变会致使真石漆日久黄变或者发生污斑性发花。对于真石漆而言，选择耐黄变性优异的乳液的意义是不言而喻的。
3.3.2 实效方法
采用50 μm线棒涂布器于洁净玻璃板上涂布乳液，涂完后即放入40 ℃(高于乳液最低成膜温度)烘烤箱内，待2 h完整成膜后取出经室温放置至少24 h。然后将乳液膜玻璃板置于UV加速老化箱进行UV辐射黄变测试；同时置于120～130 ℃的烤箱中持续烘烤进行高温黄变测试，每8 h观察记录黄变状态。测试结束常温放置7 d后再评判乳液膜黄变状态。该方法尤其适用于不同类型乳液的对比测试。
3.3.3 技术要求
纯丙、硅丙乳液要求耐UV辐射及高温加速后乳液膜基本无黄变，苯丙乳液要求黄变轻微，无显著发黄状态。对比测试时采用“无黄变、极轻微、轻微、显见、明显、严重”等进行标记区分。
3.4 乳液膜低温成膜连续性及成膜助剂相容性
3.4.1 意义阐述
真石漆涂膜多为强硬状态，所用乳液有较高的玻璃化温度(一般Tg多超过25 ℃)和最低成膜温度。于生产时均需采用有效的成膜助剂或聚结溶剂以降低最低成膜温度，确保真石漆于常温甚至低温下可良好成膜。因而所用乳液须具有与成膜助剂良好的相容性，并对成膜助剂具有良好响应(成膜温度可有效降低)。
3.4.2 实效方法
以真石漆设计配方中的成膜助剂为标样，分别按乳液固含量5%、7.5%、10%、12%的添加量进行均匀混合(分散下缓慢添加)。并采用50 μm线棒涂布器于洁净玻璃板上涂布，观察涂布后湿膜有无颗粒、有无破乳状态，然后即放置于0～5 ℃、5～10 ℃标准低温箱中，24 h后观察成膜性状态，有条件的实验室也可测试其最低成膜温度。
3.4.3 技术要求
乳液与成膜助剂标样混合后呈均匀状态、无颗粒、无破乳为相容性良好；确定出0～5 ℃、5～10 ℃低温环境下成膜助剂添加量；乳液膜成膜后呈均匀透明状态、无明显发白、碎裂、裂口，为低温成膜良好。
3.5 基于真石漆配方稳定性及相容性扩展试验
3.5.1 意义阐述
真石漆配方为主体彩砂清透性体系，无钛白粉、色浆等有效遮盖性颜料，故而存在的任何变色或显色反应均会影响到真石漆涂膜的显现。天然彩砂成分复杂、杂质成分多、酸碱度等均难以确切，也对真石漆体系或者乳液稳定性造成影响。不同乳液用于同一彩砂真石漆均应做配方稳定性及相容性试验。
3.5.2 实效方法
(1)结合真石漆设计配方，制备得除彩砂成分外的基础液料，将液料分装为2罐，可分别置于常温和55 ℃烘箱下10 d，分别对比液料黏度、pH值、容器中状态、流变状态，并分别涂布玻璃板制膜后对比观察一致性状态。
(2)将液料按比例添加彩砂，制备真石漆标样3～4种，仍分装成2罐后置于常温和55 ℃烘箱下10 d，分别对比真石漆黏度、pH值、容器中状态、流变等状态，并分别喷板后对比色泽状态一致性。
3.5.3 技术要求
(1)液料常温及高温贮存后前后对比，允许黏度有增加，但pH值、容器中状态、流变状态应无异常性变化，前后涂膜对比基本一致，无显现性色泽差异。
(2)真石漆经常温及高温贮存后对比，允许黏度有增大，但无聚结、板结异常，搅动后明显具流动状态，喷板后色泽状态基本一致，无显现性色泽差异。
3.6 基于真石漆耐水性及抗白化性试验
3.6.1 意义阐述
前曾述乳液膜的耐水性和耐水白化性，但乳液膜的耐水性并不完全决定真石漆的最终耐水性，因为真石漆配方中成分如增稠剂、流变改性剂、润湿剂等均会很大程度影响真石漆的耐水性。所以真石漆选配乳液时，基于实效配方制备真石漆进行耐水及抗白化性试验是最具实际意义的。尤其适用于不同类型和型号乳液的对比测试。
3.6.2 实效方法
以所选乳液根据实效真石漆配方制备真石漆，然后分别于预先封闭底漆的水泥纤维压力板和玻璃板上喷板制样。喷板后分别于20～25 ℃(常温)、5～10 ℃(低温)下放置养护干燥24 h(初期干燥)、72 h(一般性干燥)、7 d(实际干燥)。然后对应做浸水(板面1/3部分)试验。观察表述浸水2 h、4 h、12 h、24 h后的白化状况、浸水部分涂膜强度、气液界面痕迹及润湿状况、浸水试验后经干燥12 h后的恢复性状态。
3.6.3 技术要求
试样干燥24 h后试样浸水2 h内允许有可见白化，且浸水涂膜强度经指甲抠取无明显发软，取出后基本恢复，恢复后无发白及变色；养护72 h试样浸水2 h内允许有轻微白化，4 h内无明显白化，浸水涂膜强度经指甲抠取无发软，取出可有效恢复，恢复后无异常发白及变色，12 h和24 h内允许有可见白化，取出可有效恢复，恢复无异常发白及变色，且浸水界面无异常痕迹显现。养护7 d试样浸水，2 h内基本不白化，4 h内允许有极轻微白化，12 h、24 h内无明显白化，浸水涂膜强度经指甲抠取无发软倾向，取出可有效恢复，恢复后无异常发白及变色，且浸水界面无异常痕迹显现。
3.7 基于真石漆干膜状态展现性试验
3.7.1 意义阐述
不同聚合物乳液因成分、粒径、粒径分布、乳化性、亲疏水状况、成膜性、包裹性等不同，制备真石漆往往会呈现不同的干膜状态展现性。通常有3种展现性状态：干性状态(感观上完全展现彩砂本色)、湿性(感观上彩砂有润湿透性)、干湿中间状态。3种状态除感观差异外，通常存在明显的遮盖性差异(遮盖力差异)，干性状态真石漆往往遮盖力会最好。因此选取真石漆用乳液时，乳液对真石漆干膜状态展现性的影响应得以明确。
3.7.2 实效方法
以实效真石漆配方，以选取乳液和几种级配型彩砂制备真石漆。于玻璃板上制备厚度一致、纹理均一性涂膜，常温下干燥后观察真石漆干膜的外效状态，也可与已知展现性状态的乳液做对比试验。
3.7.3 技术要求
真石漆干膜外效状态均匀一致，无异常发花，与已知展现性状态乳液做对比确认无明显差异化；玻璃板涂膜也可覆黑白板上于光源下对比遮盖力。
3.8 真石漆粘结强度试验
3.8.1 意义阐述
真石漆的粘结强度主要取决于聚合物乳液，不同聚合物乳液类型和添加量会直接影响到真石漆的粘结强度。真石漆产品标准JG/T 24—2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》中也对真石漆的粘结强度有着明确要求。因此在真石漆进行选配乳液时，应基于不同的彩砂级配状况给予粘结强度的验证。
3.8.2 实效方法
以真石漆实效配方，以典型细、中(粗+细)、粗型彩砂分别制备真石漆试样，依据JG/T 24—2000中标准进行真石漆涂膜粘结强度的测试，评判其粘结强度状况。也可选取不同类型乳液进行平行性对比。
3.8.3 技术要求
要求所测试真石漆(含细、中、粗砂型)涂膜粘结强度可符合标准要求。出现异常不符时进行二次验证，确认后可调整配方提升聚合物乳液用量。
3.9 基于真石漆施工操作性及涂膜状态的确认试验
3.9.1 意义阐述
宽泛而良好适用的施工性、可操作性、干燥状况、涂膜状态是真石漆应用的基础，不同聚合物乳液也往往直接影响到真石漆的如上性能。故而真石漆选用乳液时，应明确对真石漆施工性可能造成的差异化。
3.9.2 实效方法
结合真石漆生产设计配方，选取细、中、粗3种外效的级配彩砂(颜色也可以3种)制备真石漆。于经模拟批刮腻子和封闭底漆的实效建筑墙体或水泥纤维板上做模拟实效喷涂试验。观察并确认真石漆的施工操作性、喷涂散砂状态、反弹飞溅性、干燥性状况、涂膜状态、质地纹理可调节状态等。
3.9.3 技术要求
要求真石漆具有实效施工喷涂操作性，喷涂散砂状态、涂膜质地纹理均可通过气压枪嘴进行调节并做到适应，飞溅反弹性正常、无异常飞砂落砂，一次性湿膜厚度3 mm时无流挂流坠，湿膜喷涂后无明显浮浆浮水，一次均匀性湿膜干燥后呈均匀一致状态、无干燥过程异常性。与已知施工性状态乳液间对比时，无显见差异化。
4 结语
通过对真石漆用乳液特定性技术要求、意义及实效方法的解析，为真石漆生产企业提供了有效的借鉴。