高PVC內(nèi)墻乳膠漆中填料的選擇和應(yīng)用

李迎旭，王 鎮(zhèn) （亞士創(chuàng)能科技（烏魯木齊）有限公司，新疆烏魯木齊 830000）

0 引言

自從20世紀(jì)90年代綠色化學(xué)的概念提出以后，綠色涂料的發(fā)展勢(shì)如破竹、日新月異。已經(jīng)研制和生產(chǎn)使用的綠色涂料類(lèi)型有乳膠漆、水溶性涂料、無(wú)溶劑反應(yīng)型涂料、高固體分涂料、粉末涂料、輻射固化涂料及電泳漆。這些綠色涂料及涂裝技術(shù)還在不斷地改進(jìn)和完善中，使之更加符合環(huán)保和生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)格要求，達(dá)到名副其實(shí)的綠色化。

乳膠漆是應(yīng)用較早的綠色涂料，是建筑涂料的主要品種之一，其組成、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)都更貼近低能耗、低污染，符合環(huán)保涂料的要求，屬環(huán)境友好型涂料。隨著其功能的不斷改善和技術(shù)含量的提高，正在越來(lái)越多地取代溶劑型涂料，成為建筑涂料的主流。

乳膠漆徹底解決了溶劑型涂料在施工中由于有機(jī)溶劑毒性氣體的揮發(fā)而帶來(lái)的勞動(dòng)保護(hù)及環(huán)境污染問(wèn)題，從根本上杜絕了火災(zāi)的危險(xiǎn)；施工方便，可以刷涂也可輥涂、噴涂、抹涂、刮涂等，施工工具可以用水清洗；涂層干燥迅速，一天可以涂刷2~3道，因而施工效率高、成本低；保色性、耐氣候性好，大多數(shù)外墻乳膠白漆，不容易泛黃，耐候性可達(dá)10 a以上；透氣性好、耐堿性強(qiáng)，因此涂層內(nèi)外濕度相差較大時(shí)，不易起泡，在室內(nèi)，涂層也不易“出汗”，特別適用于建筑物內(nèi)外墻的水泥面、灰泥面的涂刷。由于乳膠漆具有花色品種繁多，色彩鮮艷、質(zhì)輕，建筑物裝飾更新快等特點(diǎn)，使其廣泛用于建筑物的內(nèi)外墻面裝飾。本研究主要對(duì)乳膠漆中常用的填料進(jìn)行簡(jiǎn)述，并通過(guò)正交試驗(yàn)考察了碳酸鈣和高嶺土對(duì)高PVC（顏料體積濃度）乳膠漆涂膜耐擦洗性及對(duì)比率的影響。

1 乳膠漆所用填料的定義和功能

1.1 填料的定義

填料又被稱(chēng)為體質(zhì)顏料，但不能提供明顯的顏色和遮蓋力，其主要作用是降低乳膠漆的成本，并可改善某些性能或消除某些弊病。

1.2 填料在乳膠漆中的功能

填料在乳膠漆中的應(yīng)用正從單純降低成本，向功能化轉(zhuǎn)變：

（1） 骨架、填充作用，增加漆膜厚度，使漆膜豐滿(mǎn)堅(jiān)實(shí)；

（2） 調(diào)節(jié)涂料的流變性能，如增稠、防沉淀等；

（3） 改善漆膜的機(jī)械性能，如提高耐磨性和耐久性；

（4） 調(diào)節(jié)涂料的光學(xué)性能，改變漆膜的外觀，如消光等；

（5） 對(duì)漆膜的化學(xué)性能起輔助功能，如增強(qiáng)防銹性、抗?jié)裥?、阻燃性等?/p>

1.3 乳膠漆中常用的填料種類(lèi)及性能

乳膠漆中常用的填料及其性能如表1所示。

表1 乳膠漆中常用的填料及其性能Table 1 Commonly used fillers in latex paint and their properties

由于填料的品種不同，其在涂料體系中表現(xiàn)出的性能亦不同，即使是同一種填料，不同的加工方法或產(chǎn)品不同，其性能也有差異。隨著我國(guó)非金屬材料加工技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的提高，目前已有許多新型填料面市，合理應(yīng)用各種填料可以改善涂料的性能。

2 內(nèi)墻乳膠漆中常用填料的選擇

目前，高PVC內(nèi)墻乳膠漆中最常用的提供遮蓋力的填料為高嶺土和輕質(zhì)碳酸鈣，它們都具有一定的遮蓋能力，能夠提高鈦白粉的利用效率，而且懸浮性好，利于貯存。下面將通過(guò)正交試驗(yàn)，討論高嶺土和輕質(zhì)碳酸鈣對(duì)高PVC內(nèi)墻乳膠漆對(duì)比率和耐洗刷性的影響。

2.1 原料及儀器

鈦白粉（R型），進(jìn)口；重鈣（15 μm），新疆；輕鈣（10 μm），甘肅；高嶺土（10 μm），山西；乳液，進(jìn)口；分散一體機(jī)、對(duì)比率測(cè)定儀、耐洗刷儀，上?，F(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)股份有限公司。

2.2 正交試驗(yàn)

所有配方采用10 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的乳液，2 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的R型鈦白粉，調(diào)整配方量至100 %，選擇重鈣、輕鈣、高嶺土作為主要考察因素，采用L9（3）3正交試驗(yàn)，配方設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 正交試驗(yàn)的因素與水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

正交試驗(yàn)結(jié)果及分析見(jiàn)表3。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析Table 3 Orthogonal experimental results and analysis

2.3 結(jié)果討論

乳膠漆的耐擦洗性和顏填料的結(jié)構(gòu)及細(xì)度有關(guān)，針狀和片狀結(jié)構(gòu)的顏填料比球狀結(jié)構(gòu)的顏填料耐擦洗性更好，其中又以針狀結(jié)構(gòu)填料的耐洗擦性最好；對(duì)于相同性質(zhì)的填料來(lái)說(shuō)，細(xì)度較粗的耐擦洗性遠(yuǎn)好于細(xì)度較細(xì)的，其原因?yàn)榧?xì)粒徑的填料使得鈦白粉的分布更均勻，比表面積增大，吸油量增大，耐洗刷性變差，遮蓋力提高，而粗粒徑填料會(huì)使得鈦白粉聚集，比表面積減小，吸油量減小，耐洗刷性變好，遮蓋力降低（如圖1所示）。由表2、3可以看出，因素B（輕鈣）對(duì)涂膜的耐洗刷性影響很大，而因素C（高嶺土）對(duì)涂膜的對(duì)比率影響較大，同時(shí)還可以看出，涂膜的耐洗刷性和對(duì)比率都與體系的PVC有一定的關(guān)系，隨著PVC的增大，耐洗刷性下降，而對(duì)比率增高。此內(nèi)墻乳膠漆配方PVC在81 %~83 %，填料可選用重質(zhì)碳酸鈣和高嶺土配合使用為宜。

圖1 填料粒徑對(duì)遮蓋力的影響Figure 1 Influence of packing particle size on hiding power

3 結(jié)語(yǔ)

合理選擇填料的品種及規(guī)格對(duì)乳膠漆的質(zhì)量有較大影響，如果選擇不當(dāng)會(huì)帶來(lái)不必要的麻煩。應(yīng)根據(jù)乳膠漆的應(yīng)用范圍來(lái)選擇適宜的填料。

一般在外墻涂料中應(yīng)選擇耐候性好，不易粉化的填料，建議使用絹云母、硫酸鋇、硅灰石、煅燒高嶺土等，一般不用輕鈣；內(nèi)墻涂料中則建議使用重鈣、輕鈣、滑石粉、高嶺土等白度較高的產(chǎn)品，同時(shí)使用超細(xì)粉體。二氧化鈦顏料的粒徑接近時(shí)，可提高鈦白的遮蓋效果，同時(shí)提高漆膜的強(qiáng)度和耐水性能。同時(shí)應(yīng)考慮涂料體系的PVC，尤其是在高PVC體系中，PVC的較小差異，會(huì)造成涂膜性能的較大差別。