喷涂真石漆干燥2小时后的初期耐水性能结果比较
我们分别采用了保立佳、巴德富、新光、日出、巴斯夫、科信、李文甲等公司的乳液,每吨真石漆的配方中固定彩砂的用量750公斤,乳液的用量分别为100、125和150公斤,研究了不同纤维素类增稠剂与TRM-380产品的增稠效果和对涂层性能的影响,详细的结果附在本报告的最后,这里主要讨论一下早期成膜和耐水性能方面的一个普遍现象。

图7中显示的是3种不同增稠剂或组合的真石漆在黑胶纸上喷涂,膜厚1.5mm,常温室内干燥2小时,置于水中浸泡后真石漆膜的外观。单独用纤维素增稠的漆膜(左)在浸泡前表面已经初干,但浸泡水中30分钟后变得严重鼓泡,主要是由于真石漆中的水主要被纤维素锁定,乳液局部过浓,施工后乳液部分干燥太快,很快在表面形成一层皮(初干层),而局部纤维素比较集中的地方可能并没有真正表干,即便已干燥也会形成了微孔道,遇水后会容易吸水溶胀从而鼓泡,且重新干燥不会复原;TRM-380单独增稠真石漆体系(中),乳液是均匀分布在体系中,水没有被锁住,所以干燥时间较长,在2个小时内不足以干燥成膜,浸泡到水中10分钟后,发现砂子会掉落下来,表面显露出没有干燥好的乳液的颜色;而纤维素和TRM-380搭配使用时(右),纤维素的用量少了,一部分水被纤维素锁定,干燥成膜需要挥发掉的自由水减少了,需要的表干时间缩短,因而具有较好的初期表干和成膜性能,水中浸泡了4小时基本对漆膜没有明显的影响。
喷涂真石漆干燥3小时后的初期耐水性能结果比较

同样的3个真石漆样品在干燥3小时后初期耐水性结果如上图8所示。试验发现,纤维素单独增稠的真石漆(左),即使在3小时干燥后,涂层在水中浸泡30分钟后还是会鼓起,说明一个重要的原因,这就是纤维素集中的地方也许已经得到了有效的干燥,但同时也留下了微孔道,在浸泡水中后,纤维素通过涂层中的微孔道重新吸水溶胀,其结果是涂层又鼓泡了,重新干燥后涂层不能恢复到原来的状态。
TRM-380单独增稠的真石漆,在经过3小时的干燥后,已经有了很好的成膜效果,在水中浸泡4小时后没有观察到涂膜明显变化;用纤维素和TRM-380共同增稠的真石漆,2小时干燥后就没有问题,干燥3小时后当然还是没有早期的耐水问题。
讨论:
纤维素单独增稠的真石漆样品在经过24小时干燥后,实验发现浸泡到水中后不会再鼓泡。我们认为这是由于真石漆充分干燥后,其强度要比早期只干燥了几个小时的样品好,水中有限时间的浸泡不会再出现起皱或鼓泡这类问题,但并不能说明它的水敏感性就不存在了。干燥以后的纤维素留下的微孔道依然存在,随着时间的推移,对真石漆涂层的损害和耐候性能的影响一定会显露出来。
就像在上世纪的60和70年代,水性乳胶漆发展还处在相对的早期阶段,主要的增稠剂还只有纤维素。为了能更好的保护环境,在美国有很多交通铁桥的保护采用了水性乳胶漆,可没多久发现很多的桥梁生锈了,最后发现主要是由于纤维素干燥后留下了微孔道造成的,而且随着纤维素被微生物降解掉,这些微孔道变成了永久性的,因而表面看是较好的一个涂层但对基材其实起不到很好的保护作用。
对于经济型的真石漆,因为乳液用量比较少,均匀成膜、充分发挥乳液在成膜过程中的作用变得尤其重要,从原理上讲应该少用纤维素增稠剂,至少要少用高粘度的纤维素作为增稠剂,这样才能在乳液用量有限的条件下,做出较高质量的真石漆。对于高端真石漆来说,虽然乳液用量比较大,但也不能忽视微孔道的危害,一定不要用过高粘度的纤维素,也一定要用一些适当粘度的纤维素(比如3万粘度的HEC),这样真石漆可以具有一定的呼吸性能。