第二章外墙无机建筑涂料课件.ppt

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1、第二章 外墙无机建筑涂料2.1 外墙无机建筑涂料的特性2.2 外墙无机建筑涂料的基料2.3 颜料和填料2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术2.4 助剂2.6 外墙无机建筑涂料的技术性能要求和检测方法2.7 高装饰性无机外墙建筑涂料2.8 其他几种无机建筑涂料生产技术2.1 外墙无机建筑涂料的特性一、外墙无机建筑涂料的定义属于水性涂料，指涂装于建筑物外墙面，并能与外墙面材料很好地黏结，形成完整的涂膜层，这层涂膜层能够为建筑物表面起到装饰作用、保护作用或特种功能作用的涂料。二、外墙无机建筑涂料的类别在建筑工业行业标准JG/T 26-2002外墙无机建筑涂料中，分为类和类类：碱金属硅酸盐类以硅酸

2、钾、硅酸钠、硅酸锂等碱金属硅酸盐类为主要基料，加入颜料、填料和助剂配制而成。类：以硅溶胶为主要基料加入适量的合成树脂乳液、颜料、填料和助剂配制而成。2.1 外墙无机建筑涂料的特性三、外墙无机建筑涂料的特征 无毒、无环境和健康危害，节省能源，价格低廉；易于涂装，能够常温蒸发失水干燥成膜；所形成的涂膜耐光、耐碱性优良，耐候性好，耐热，防火性好，硬度较高，耐污染性好，耐老化 涂膜与基层的附着力高，因为是通过水泥砂浆基层毛细孔隙中渗入，和孔 隙中的水泥水化产物发生化学反应，形成新的物质而产生化学结合。所 以，不脱粉，不脱落 防霉性特别好，无机涂料不滋生菌类、藻类，涂料中不含有有机营养物质，微生物没有生

3、存条件。优点2.1 外墙无机建筑涂料的特性三、外墙无机建筑涂料的特征 流平性不好，涂膜质脆，对基层体积变化的适应性差 某些硅酸盐类外墙无机建筑涂料的耐水性不良 涂料中因使用了密度大的颜料、填料而导致贮存过程中沉淀结块 缺点第二章 外墙无机建筑涂料2.1 外墙无机建筑涂料的特性2.2 外墙无机建筑涂料的基料2.3 颜料和填料2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术2.4 助剂2.6 外墙无机建筑涂料的技术性能要求和检测方法2.7 高装饰性无机外墙建筑涂料2.8 其他几种无机建筑涂料生产技术2.2 外墙无机建筑涂料的基料一、水玻璃基料 水玻璃的种类及组成外墙无机建筑涂料由基料、颜料和填料、助剂配制

4、而成的。基料主要有两种：（1）水玻璃类基料；（2）硅溶胶类基料。水玻璃：水溶性的碱金属硅酸盐水溶液分子式：Me2O nSiO2 m H2OMe：钠、钾、锂和铵离子n：模数。2.2 外墙无机建筑涂料的基料水玻璃种类钾水玻璃：价格中等，且成膜后涂膜的耐水性好，具有较好的粘 结性和成膜性，可以用作涂料的基料。钠水玻璃：价格低廉，较为常用，用途范围最广，具有较好的粘 结性和成膜性，可以用作涂料的基料。锂水玻璃：价格太高，在外墙涂料中的应用价值不大。铵水玻璃：价格太高，在外墙涂料中的应用价值不大。2.2 外墙无机建筑涂料的基料 水玻璃的物理化学特性外观：无色、青绿色或棕色的固体或粘稠类液体质量：以无色透

5、明者为好成分：无定形的二氧化硅、水合物、氢氧化物、正硅酸、多种聚硅酸盐阴离子常温干燥：溶液中的阳离子通过和SiO2+配位在聚硅酸盐粒子之间起交联作用。锂离子和多价离子：和SiO2+间的价键力很强，可形成不溶于水的涂膜钠离子和钾离子：干燥物浸水时，交联作用随之瓦解钠水玻璃和钾水玻璃在不加固化剂且不加热固化时形成的涂膜耐水性很差2.2 外墙无机建筑涂料的基料 水玻璃的物理化学特性钠水玻璃：性质随二氧化硅/氧化钠（模数n）的不同而变化钠水玻璃在水中溶解的难易程度随n而定 n=1：常温下即可以溶解于水中 n1：只能溶解于热水中 n=3：要在0.4 MPa以上的蒸汽中才能溶解 水玻璃的模数越高，黏结能力

6、越差，成膜后涂膜的耐水性越好 水玻璃的模数越低，黏结能力越好，成膜后涂膜的耐水性越差 对于模数相同的水玻璃，其浓度越大，密度越大，粘结能力越强 我国目前使用的钠水玻璃，其模数范围为13.7 2.2 外墙无机建筑涂料的基料 水玻璃的物理化学特性钠水玻璃的主要特性：良好的黏结性能 硬化时析出的硅酸凝胶有堵塞毛细孔隙而防止水渗透的作用 不燃烧，耐热 在高温下，硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度有所增强，具有 高度的耐酸性能 2.2 外墙无机建筑涂料的基料 水玻璃的固化技术与固化机理液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸并逐渐干燥而固化。其固化成膜机理的反应式如下：Me：碱金属离子n：模数x：1的自

7、然数 该过程进行得很缓慢，为了加速固化和提高涂膜的耐水性，常常向水玻璃涂料中加入固化剂。2.2 外墙无机建筑涂料的基料u 固化剂的作用（1）可以与碱金属离子反应生成不溶物（2）可以促进二氧化硅交替进一步缩合成耐水涂膜 水玻璃的固化技术，也称为水玻璃的碱金属离子固定化技术。u 典型的固化剂（1）缩合磷酸盐（Al盐、Mg盐、Ca盐等）或-硅酸二钙（2）ZnO、Al2O3、硼酸盐等辅助固化剂，增强固化效果 u 固化机理 以缩合磷酸盐作为固化剂为例 2.2 外墙无机建筑涂料的基料 水玻璃用作涂料基料的性能 优点（1）具有不燃性、无烟性，在发生火灾时完全不产生烟和有毒有害性气体（2）具有优异的耐热性和耐

8、候性，紫外线和臭氧等引起的副作用小，耐热度 一般为500600，若使用耐热性填料的涂料可在1000的场合下使用（3）与无机类基材有牢固的黏结力；（4）具有调湿防结露性，防霉性，霉菌不易生长，并有一定的防虫效果；（5）膜层的硬度很高，不容易受到机械损伤；（6）有一定的导电性，因静电而吸附的尘埃较少（与有机涂料相比）；（7）溶于水，易处理，资源丰富，无环境危害 2.2 外墙无机建筑涂料的基料 水玻璃用作涂料基料的性能 缺点（1）耐水性差，必须掺用固化剂，且由于硬化收缩可能会导致 涂膜开裂或黏结性不良；（2）涂层脆而无弹性，没有适应基材胀缩变化和裂缝张闭的能 力，抗冲击性也较差，且与有机材料的黏结不

9、良；（3）涂层无光泽，不透明；（4）透水性和透气性差，故防渗透性差。2.2 外墙无机建筑涂料的基料 水玻璃的改性 钠水玻璃的酸改性 向水玻璃中加入无机酸或有机酸对水玻璃进行改性的 在水玻璃中生产新的盐或复盐，减少游离的NaOH的含量 提高H+的含量，促使其生产H2SiO3 提高模数n值，模数越高，黏结能力越差，成膜后涂膜的耐水性越好 与合成树脂乳液复合使用 将合成树脂乳液作为辅助成膜物质与硅酸盐等无机基料复合使用 有机树脂填充在SiOSi网状结构的间隙中，屏蔽残存的羟基 可减少涂膜对水的敏感程度，还能延缓涂膜在冷热交替时的伸缩 必须保证合成树脂与无机基料的电性能上相一致才能保证混合体系的稳定性

10、否则将出现硅酸钠的凝胶化和破乳，得不到稳定的涂料2.2 外墙无机建筑涂料的基料 用锂水玻璃改性u 锂水玻璃的性质溶液脱水干燥：锂离子的水合层消失，很小的锂离子又不会阻碍二氧化硅靠 拢接触，脱水后二氧化硅很快聚合链形的无定形高分子聚合 物或生成不溶于水的酸锂沉淀。分子式：Li2O m SiO2 n H2O锂：原子序数为3，相对原子质量为6.94，原子半径很小，电荷密度特别高锂水合离子：阻碍二氧化硅相互靠拢，接触发生聚合硅酸锂可制成很稳定的高模数溶液2.2 外墙无机建筑涂料的基料不同比例的锂水玻璃钠水玻璃共混涂料的性能锂水玻璃含量为10%30%，钠水玻璃的改性效果最好，尤其是涂膜的耐水性较为突出

11、2.2 外墙无机建筑涂料的基料 钠水玻璃的综合改性 将钠水玻璃按照前述技术进行酸改性后，再复合以聚合物乳液制得基料，然后制成有机无机复合建筑涂料。综合改性的涂料在成本较低的情况下涂膜具有很好的耐水性、耐洗刷性，涂料具有长期贮存的稳定性。因而，也是降低涂料成本，提高无机涂料性能的有效方法。2.2 外墙无机建筑涂料的基料二、硅溶胶 定义与特性 分子式：H2SiO3(SiO2 H2O)，以SiO2为基本单位在水中的分散体。胶团颗粒细微，粒径范围一般在540 nm，这与一般粒径为0.110 m的乳液相比起颗粒要小得多。硅溶胶的粒径处于纳米级，所以也有人将其称为纳米二氧化硅。硅溶胶亦称硅酸溶胶，是硅酸的

12、多分子聚合物的胶体溶液，外观呈乳白色，浓度高时呈胶状。2.2 外墙无机建筑涂料的基料 硅溶胶的涂料特性（3）硅溶胶和某些有机高分子聚合物混溶能硬化成膜。这种涂膜保持了有机涂料具有的硬度；又具有一定的柔性，保持了有机涂料快干、易刷性，兼具无机涂料和有机涂料的优点。（1）因颗粒细微，析胶时的SiO2具有较高的活性，黏结包裹涂料中的粉状颗粒，与某些无机盐类、金属氧化物生成新的硅酸盐无机高分子化合物，硬化成膜。细微的颗粒对基层渗透力强，可通过毛细管作用渗入到基材的内部，并与混凝土基层的Ca(OH)2生成CaSiO3，使涂料具有较强的黏结力。（2）硅溶胶中Na2O含量低，因而涂膜具有较好的耐水性；由于与

13、基层反应缓慢，涂料具有较好的涂刷性，无盐析现象，颜色均匀，装饰效果好。第二章 外墙无机建筑涂料2.1 外墙无机建筑涂料的特性2.2 外墙无机建筑涂料的基料2.3 颜料和填料2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术2.4 助剂2.6 外墙无机建筑涂料的技术性能要求和检测方法2.7 高装饰性无机外墙建筑涂料2.8 其他几种无机建筑涂料生产技术2.3 颜料和填料 定义与作用一、种类和通性颜料的定义：不溶于水或其所分散的介质的有色粉末。颜料的作用：（1）能够赋予涂膜以一定的色彩；（2）能够增加涂膜的体积，使涂膜具有遮盖基层的能力，增加涂膜的色彩和保护 作用，提高涂膜的机械强度；（3）由于颜料能够吸收一

14、定量的紫外线，防止紫外线在涂膜的穿透作用，因而能 够提高涂膜的耐久性。填料的定义：颜料的一类，也称体质颜料。填料的作用：（1）没有着色作用；（2）遮盖作用很小；（3）能增加涂膜的厚度和涂膜的体积，提高耐久性；（4）有些填料的使用可以达到某种功能，例如防止沉淀、增强性能等。2.3 颜料和填料 涂料中常用颜料的种类2.3 颜料和填料 颜料的通性（1）颜色（2）遮盖力：强弱主要取决于以下四种因素折射率：折射率越大，遮盖力越强吸收光线能力：吸收光线能力越强，遮盖力越强结晶度：结构上为晶体的颜料遮盖力强，为玻璃态的颜料遮盖力弱分散度：分散度越大，遮盖力越强（3）着色力和消色力：强弱主要取决于颜料的折射率

15、和颜料的粒径。折射率：取决于颜料的固有性质，是没有办法改变的。粒径：颜料的机械加工性质，可以改变的。粒径越细，着色力越强。（4）吸油量：一定质量颜料的颗粒其绝对表面被油所完全浸润时所需油的量。（5）适应性（6）耐酸碱性 2.3 颜料和填料 颜料的通性（7）耐光性（8）粉化性：某些颜料制成涂膜后经过一定时间的暴晒，涂膜中的成膜物质遭到破坏，表面的颜料就不能牢固的留在涂膜中，而从涂膜中脱落形成一个粉末层，粉末层可以被擦掉或用水洗掉，称之为粉化。显然，用于外墙建筑涂料中的颜料和填料必须具有很好的抗粉化性。（9）耐热性（10）耐水性（11）浸湿性和分散性：越高越好（12）密度和比容：互成倒数关系（13

16、）毒性第二章 外墙无机建筑涂料2.1 外墙无机建筑涂料的特性2.2 外墙无机建筑涂料的基料2.3 颜料和填料2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术2.4 助剂2.6 外墙无机建筑涂料的技术性能要求和检测方法2.7 高装饰性无机外墙建筑涂料2.8 其他几种无机建筑涂料生产技术2.4 助剂 助剂的作用一、助剂的作用及分类 助剂：在涂料的配方设计和生产制造过程中就必须使用一些使涂料具有所需要性能的添加剂。涂料从生产到干燥成膜投入使用，要经过生产加工、贮存运输、涂装施工和干燥成膜等过程，因而向涂料中添加助剂的目的是使助剂分别在这几个阶段或过程中起作用，以克服性能上的不足。助剂的分类 助剂的分类，最常

17、用的方法是根据助剂的功能来进行分类，可以分成消泡剂、浸湿剂、分散剂、聚结助剂、防霉剂、防腐杀菌剂、防沉剂、防流挂剂、流平剂、流动控制剂、增稠剂、触变剂以及其他功能型涂料专用的功能助剂等。第二章 外墙无机建筑涂料2.1 外墙无机建筑涂料的特性2.2 外墙无机建筑涂料的基料2.3 颜料和填料2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术2.4 助剂2.6 外墙无机建筑涂料的技术性能要求和检测方法2.7 高装饰性无机外墙建筑涂料2.8 其他几种无机建筑涂料生产技术2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术一、硅溶胶外墙涂料硅溶胶存在的问题：固体含量低、干燥收缩大而可能导致涂膜开裂解决方法：配方可复合一定数量

18、的合成树脂乳液有机-无机复合外墙涂料 涂料技术特性 两种涂料同为水性涂料，可以进行物理拼混而得到复合型涂料。复合型涂料：保持两种涂料优良性能 能够部分消除两种涂料的性能缺陷，尤其是对底 材的封闭性和耐污染性能，具有比较明显的改善。2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术经正确配制的复合涂料具有一些单一涂料难以达到的性能：（1）硅溶胶中SiO键的键能大，具有较好的键合稳定性，再加上丙烯酸酯的涂膜性能也非常优异，所以复合涂料的耐候性比未复合的涂料品种有提高；（2）微细的SiO2颗粒具有很大的比表面积，容易形成牢固的硅氧键网状结构，使涂料具有很好的耐水性、耐洗刷性和耐碱性。（3）从微观结构的研究分析

19、可知，涂膜中复合基料粒子呈球形或接近球形排列，表面平整致密，间隙很小，使得细微的尘埃不易侵入其间隙中；（4）SiO键的结构属于离子型，具有较好的导电性，不会产生电荷积累，即不产生静电，尘埃难以黏附，加之涂膜中无机基团的引入改善了丙烯酸酯的回黏性，因而涂膜具有很好的耐沾污性能。2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术 配方举例白色颜料，遮盖力高，着色力强，用量省，对介质的稳定性可起到保护作用，增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命填料，密度小，颗粒细，着色力和遮盖力强，价格低，性能稳定，耐光耐候性好，可起填充和骨架作用，防霉作用。填料，改善涂料的施工性，易于涂刷

20、，涂膜具有很好的流平性，滑石的纤维状结构可降低涂膜的可渗透性，增强涂膜的耐久性。高岭土，白色填料，本身遮盖力很差，和钛白粉一起使用可起增量剂的作用而提高涂料的遮盖力。其遮盖机理？填料，能减少谁在涂膜中的穿透性，减少涂膜的开裂倾向，提高涂膜的耐候性。2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术瓷土增强钛白粉遮盖力的机理：瓷土的粒子填充于钛白粉白色颜料粒子之间，避免了钛白粉等白色颜料粒子的絮凝，从而避免光絮凝的产生，使钛白粉的遮盖力作用得以充分发挥。P64应选择同样粒径范围的瓷土才能达到提高钛白粉在涂料中的遮盖力的要求2.5 外墙无机建筑涂料生产及其应用技术配制程序 按配方，把水和硅溶胶投入反应釜中混合均匀，再投入分散剂搅拌均匀后，投入颜料和填料，充分搅拌均匀。然后，将混合料浆通过砂磨机或胶体磨进行磨细/研磨后进行调漆操作，即投入乳液和助剂，充分搅拌混合均匀，过滤包装，得到成品无机外墙建筑涂料。