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  • 真石漆溫變色差的原因分析上(分享)

    發布日期:2018年08月24日


    天然石材由於具有色彩斑斕、紋理天成的外觀而常被用作建築裝飾材料,但因其質量重、增加牆體負重,施工複雜、存在許多不安全因素,且造價昂貴,過度開采破壞環境等缺點,使其使用受到很大程度的限製。主要由各種天然或人造彩砂、高性能乳液和多種助劑組成的真石漆,因酷似大理石、花崗岩,且在施工性、環保性和顏色多樣性等方麵具有明顯優勢,自2010年以來在中國得到大力推廣,正逐步取代傳統的石材飾麵材料而廣泛使用,近年來得到超速發展,現已成為中國建築塗料中產量最大的品種。

    隨著真石漆的廣泛推廣應用,真石漆易產生色差而引起發花、易黃變、耐汙性差、漆膜發白等弊病也逐漸顯現出來,其中因色差而引起的發花輕則影響美觀,重則需要返工重塗,造成嚴重經濟損失,是真石漆實際應用中麵臨的最普遍也是最棘手的問題。

    真石漆色差產生的原因多種多樣,彩砂批次穩定性(天然彩砂很難做到不同批次間顏色完全相同)、底材處理(底材顏色及孔隙率不同都可能導致真石漆顏色不同)、施工條件(施工及養護時的溫度、濕度和風速等環境因素不同可能導致顏色不同)、施工方法(不同施工人員的施工習慣差別及腳手架或吊籃施工等差異可能導致塗膜厚度不同、表麵浮砂或浮漿而產生的表麵質感差異引起的色差;罩光不均勻導致的光澤不同而產生的色差)等諸多方麵都可能產生色差從而引起發花問題。對於這些諸多因素引起的發花問題隻能具體分析每個案例色差產生的原因才能相應地找到解決問題的方法。

    真石漆色差引起的發花問題中最複雜棘手的是溫變色差,即因為牆體溫度或施工環境溫度不同而導致的顏色差異,本文在分析溫變色差產生的原因基礎上從塗料配方設計的合理性方麵提出解決真石漆溫變色差問題的方法。

    真石漆的溫變色差

    真石漆的多種色差發花現象中較常見也是較難處理的一種色差發花是溫變色差,即同一批真石漆在同一牆麵由同一施工人員按正確的施工規程施工,卻由於牆體溫度和環境溫度不同且導致顏色不同的現象。例如:同一天的上午、中午和下午施工同一真石漆得到不同顏色;同一房屋的向陽麵和背陰麵可能出現色差;晴天和陰天施工可能出現色差等。

    通常低成本的深色真石漆最容易發生溫變色差,例如棕色、磚紅、深灰色等顏色。真石漆的溫變色差的變化規律通常是溫度越高顏色越深,溫度越低顏色越淺,如圖1所示為某品牌真石漆TH,在35℃下(右邊)養護的顏色較10℃下(左邊)顏色深得多,表現出十分嚴重的溫變變差現象。這一變化規律十分類似如普通乳膠漆,普通乳膠漆當PVC接近或大於CPVC時也容易產生溫變色差現象,如圖2為同一外牆乳膠漆在不同溫度下施工得到不同顏色,並且溫度越高顏色越深,溫度越低顏色越淺。

    溫變色差1

    溫變色差2


    真石漆通常在建築工地現場施工,牆體溫度和環境溫度不可能在施工期內一直保持不變,在季節交替時日夜溫差有時可能高達30℃以上,而牆體溫差則可能更大。AG8亚游集团不可能要求也沒有必要要求真石漆在恒定溫度下施工。如圖3所示,某品牌優質真石漆TX分別在10℃和35℃養護,最終顏色幾乎完全相同。由些可見,完全可以通過優化真石漆配方來解決真石漆的溫變色差問題。

    溫變色差3


    真石漆溫差色變的原因分析

    眾所周知,塗料的許多性能在臨界顏色體積濃度(CPVC)處會發生急劇變化,如內應力、孔隙率、遮蓋力、透水性等。塗料的消色力在CPVC處也會發生突變,如圖4所示,隨PVC增加,在CPVC之前消色力變化很小,因此高質量低PVC乳膠漆不易發生溫變差現象;當PVC接近CPVC時若溫度等外界條件變化降低了乳液的成膜效率時漆膜的孔隙率會迅速增加,幹遮蓋力增大,消色力急劇增大,顏色變淺,明度值L也急劇增大,因此發生溫變色差的通常是PVC接近或大於CPVC的中低檔乳膠漆。圖2中橙色普通外牆塗料在氣溫較低時施工顏色變淺就是因為該塗料PVC接近CPVC附近,而成膜助劑的用量偏少,在低溫條件下成膜效率降低,CPVC減小,塗料的PVC超過CPVC,漆膜中出現孔隙率大幅度提高,消色力增加而致顏色變淺。

    溫變色差圖4


    雖然PVC一般僅適用於顏、填料細度較小,目數在400目以上的普通塗料體係。對於填料較粗的膩子及由彩砂組成的真石漆通常不宜采用PVC這一術語,但是這並不妨礙AG8亚游集团使用普通乳膠漆中漆膜因光散射而產生遮蓋力的原理來理解和解釋真石漆中發生的一些現象。正常真石漆的漆膜是由連續致密的乳膠基料和較普通塗料中的粉料粗得多的彩砂(通常主要由120~80,80~40,40~20目彩砂級配而成)組成的,如圖5中A和B,連續致密的基料是透明的,粗顆粒的砂因為“窗口效應”對可見光也幾乎不產生光散射,漆膜的顏色完全由彩砂決定。但當真石漆中乳液含量太低、砂太細或者砂中含較多細粉料甚至用色漿調色、成膜助劑不足、成膜溫度太低時,則漆膜如圖5中C所示,漆膜的乳膠基料以及彩砂之間會存在大量孔隙,孔隙內空氣的折射率比基料和砂都低(空氣的折射率為1,基料約為1.5,填料約為1.5),折射率之差也隨之增大,光散射作用增強,類似如高PVC乳膠漆,產生一定程度的幹遮蓋力;同時孔隙的大小對散射效率也有很大影響,實驗發現漆膜內孔隙的最佳散射直徑是0.7微米,真石漆內使用彩砂越細,則彩砂之間孔隙的直徑也越小,越接近空氣孔隙的最佳散射直徑,散射作用也越強。雖然真石漆的這種散射作用較高PVC普通塗料小得多,但由於真石漆的膜厚比普通塗料厚得多(真石漆的厚度是普通塗料的10-20倍),會放大這種散射作用,對最終顏色產生較大影響。此時真石漆漆膜的顏色不再完體由彩砂決定,漆膜內的孔隙因光散射作用對彩砂的顏色有衝淡作用,漆膜最終的顏色由彩砂和漆膜的孔隙率以及孔隙的大小共同決定的,孔隙率越高、孔隙越小,光散射作用越強,真石漆的顏色越淺。

    溫變色差圖5


    影響真石漆漆膜孔隙率及孔隙大小的因素主要由真石漆配方組成和成膜溫度決定,溫變色差就是由於不同溫度下真石漆內乳液的成膜效率不同,導致真石漆內孔隙率不同,最終引起真石漆的顏色差異。

    真石漆配方組成對溫變色差的影響

    真石漆主要由乳液、彩砂、助劑(成膜助劑、增稠劑等)組成,因此本文就從這幾個方麵來探討真石漆的配方對溫變色差的影響。

    實驗方法:實驗中各配方均采用肝紅彩砂製成真石漆,用1mm厚的製膜模板刮塗製膜,在相對濕度均為50%,溫度分別為5,10,23,35℃下養護7天,目視比較幹膜顏色的深淺,並按0-10分製評分(真石漆漆膜顏色不均勻,不宜采用分光光度計來測量評分),10分顏色最深,0分顏色最淺,評分越高說明成膜質量越好,評分越低說明成膜質量越差。同一配方的真石漆在不同溫度下養護最終評分越接近說明溫變色差越小,性能越好。

    乳液

    從以上真石漆溫變色差的原因分析可知,乳液用量對漆膜的孔隙率影響很大,可能導致溫變色差。表1是乳液用分別為8%,10%,12%和15%的四種真石漆在不同溫度下漆膜顏色評份。

    總結表1中評分數據可以看出以下規律:

    ? 乳液含量越高,真石漆的顏色越深,溫變色差越小;反之,乳液含量越低,真石漆的顏色越淺,溫變色差越大;

    ? 同一配方,溫度越高顏色越深,溫度越低顏色越淺;

    ? 不同乳液含量的真石漆在高溫養護時色差比較小,但在低溫養護時色差較大。

    溫變色差 乳液表1

    真石漆的顏色表現出以上規律的主要原因是乳液用量和成膜溫度共同影響漆膜內的孔隙率。乳液含量越高,成膜溫度越高,漆膜越致密,孔隙率越低,光散射越弱,顏色越深;反之,乳液含量越少,成膜溫度越低,漆膜孔隙率就越高,光散射越強,顏色越淺。乳液含量高時,雖然乳液的成膜效率隨溫度的降低而降低,但由於有一定量富餘的乳液作為補充,孔隙率變化相對較小,因此真石漆的顏色變化較小,溫變色差也小。這類似如高質量的低PVC普通乳膠漆,雖然低溫下CPVC降低,但PVC仍然小於CPVC,顏色幾乎不變或變化很小。乳液含量低時,真石漆內孔隙率隨溫度降低時成膜效率降低而增加,顏色變淺,如同中低檔PVC靠近或者大於CPVC的普通乳膠漆,溫度越低,CPVC越小,PVC大於CPVC,空隙率迅速增加,消色力也增加,顏色變淺。

    由實驗結果可知,真石漆的溫差色變主要發生於乳液用較少的低成本真石漆,隻要乳液用量足夠,溫差色變可以減少甚至可以完全避免。一般來講,真石漆中乳液用量在15%以上時質量最好,基本不會發生溫變色差現象;乳液用量在15~12%時,彩砂級配及其它助劑搭配合理時溫差色變也較小;乳液含量小於12%時則較易發生溫變色差現象。

    除了乳液的用量以外,乳液的性能如粒徑、最低的成膜溫度(MFT)、穩定性(抗絮凝能力)等對溫差色變也有一定影響,其影響規律同乳液性能對CPVC影響規律相同,即乳液的粒徑越小,最低成膜溫越低,抗絮凝能力越強,則乳液越容易變形成膜,孔隙率越低,溫變色差越小。因此選擇合適真石漆乳液也可減少溫變色差的發生。

    彩砂

    彩砂是真石漆中除乳液外另一最重要組成,對真石漆的成本、性能影響僅次於乳液。彩砂的細度、吸水率、硬度等都可能對溫變色差產生影響。表2是不同彩砂級配的四種真石漆在不同溫度下漆膜顏色評份結果。

    溫變色差表2


    分析表2評分可知,在相同乳液用量時彩砂越細,相同溫度下顏色越淺,不同溫度下溫變色差越大。比較配方2和6可知,在砂的級配相同時用色漿調色更易發生溫差色變。其原因是彩砂越細,比表麵積越大,需要的乳液越多,在乳液相同的條件下漆膜內孔隙率真越高,同時孔隙直徑也越小,越接近孔隙的最佳散射直徑(0.7微米),散射效率也越高,對漆膜顏色的衝淡作用也越強。隨溫度降低,乳液成膜效率降低,孔隙率進一步提高,表現出更強列的溫變色差現象。

    比較表1和表2的數據可知,彩砂的細度對溫變色差的影響可能更大,因為彩砂的細度不僅影響孔隙率而且影響孔隙的大小,最終從兩個方麵提高光散射效率而產生更強的溫變色差。

    近年來由於惡性競爭的緣故,少數企業為了降低成本,減少價格較高的彩砂在真石漆中的用量,常使用細彩砂(如200目彩砂)甚至色漿來調色是導致溫變色差問題多發的主要原因之一。高質量的真石漆應該使用40-80目和80-120目的彩砂為主來調色,若確有需要,使用更細彩砂來調色時,則應相應增加乳液的用量來減少溫變色差的發生。

    基於相同原因,真石漆用彩砂的吸水率和硬度也是非常重要的指標,必須嚴格控製。彩砂的高吸水率常常是由於含有大量細的灰份,這會直接導致孔隙率提高而產生溫變色差。硬度低的彩砂通常吸水率會偏高並且在生產過程可能因研磨而進一步碎裂粉化而增加溫變色差發生的可能。

    燒結彩砂和染色彩砂由於灰份少吸水率低,可一定程度上減少乳液的消耗,因此可以減少溫變色差的發生。

    廣西AG8亚游集团專業生產、真石漆、內外牆乳膠漆、彈性塗料、氟碳塗料、防水塗料、瓷磚膠、隔熱塗料、內外牆膩子等產品,是集研發、生產、銷售、施工為一體的廣西知名廠家。


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