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《添加剂对外墙柔性腻子性能影响研究》(吴晓莉,李扣兰)

添加日期:2014/3/10 16:29:40   作 者:吴晓莉,李扣兰  来源:   浏览次数:

 摘要:介绍外墙柔性腻子的种类、特征,研究了几种添加剂对外墙柔性腻子施工性、粘结

强度、柔韧性的影响,选择出能够改善外墙柔性腻子施工性,提高粘结强度的添加剂,并确

定其适宜掺量,结果显示,淀粉醚掺量0.1%,膨润土掺量0.3%,可再分散乳胶粉2%时,外

墙柔性腻子的施工性和粘结强度较好,并且经济效果最佳。

 关键词:外墙柔性腻子;可再分散乳胶粉;淀粉醚;粘结强度;施工性

 

引言

随着人们对建筑涂料施工技术的重视,腻子作为重要的配套材料也得到相应的发展,国内各个生产厂家相继开发了不同用途、多种形态的腻子。涂料市场的大幅发展,腻子材料,尤其是外墙腻子材料成为了许多干拌砂浆生产厂家的主要产品,这是因为从国内建筑涂料的实际应用情况来看,经常存在起泡、脱皮等弊病,确实严重影响了涂料对建筑物的保护和装饰性能。造成涂料破坏的主要原因有两个:一个是涂料的质量问题,而是基材处理不当。实践表明,70% 以上的涂装失败,与基材处理不当有关。建筑涂料用腻子作为一种待涂表面预处理的原料已经得到了广泛的应用,其不仅可以平整、修补建筑物表面,而且质量优良的腻子还会大大增强涂料对建筑物的保护和装饰性能,延长涂层的使用寿命,是高性能建筑涂料尤其是外墙涂料不可缺少的配套产品。而决定外墙腻子好坏的第一步就是腻子的施工性,如果腻子施工性不好,其他性能再好,也不会有市场,所以施工性是对外墙腻子的绝对性要求,在施工性满足的情况下,我们就要结合性价比,满足外墙腻子的各种要求,我们最主要的就是看腻子的粘结性能,柔韧性。因而本文首先选出改善外墙腻子施工性的添加剂,再选出合适的改善外墙柔性腻子粘结性和柔韧性的添加剂。

 2 外墙柔性腻子的种类及特征

根据原材料和产品的情况,目前外墙柔性腻子的种类分为单组分粉状、单组分膏状和由

液料、粉料配合的双组分腻子三种,其组成和性能特征如下: 

(1)单组分粉状腻子。由可再分散聚合物胶粉、水泥、填料、消泡剂、保水剂、抗裂纤维和其它助剂等组成。具有很好的抗裂性,能够利用价格便宜的水泥作为无机胶粘材料组分,对基层的粘结强度高,耐水、耐冻融粘结强度高,腻子的打磨性好。但由于使用可再分散聚合物胶粉作为腻子膜的柔性抗裂组分,腻子的成本高[2]

(2)单组分膏状腻子。由弹性聚合物乳液、填料、消泡剂、增稠剂、pH值调节剂、冻融稳定剂、分散剂、防霉剂和抗裂纤维等组成。具有很好的抗裂性,使用方便,腻子膜的耐水、耐冻融粘结强度等不如粉状腻子,腻子的成本高[2]

(3)双组分腻子。由液料组分( 弹性聚合物乳液、消泡剂、防霉剂等) 和粉料组分( 水泥、填料、保水剂、抗裂纤维和其它助剂等) 组成。具有很好的抗裂性,可利用价格便宜的水泥作为无机胶粘材料组分,对基层的粘结强度高,耐水、耐冻融粘结强度高,腻子的打磨性好。使用弹性聚合物乳液作为抗裂组分,腻子的成本相对较低,但包装复杂[2]

上述三类外墙柔性腻子各有优势和不足。由于膏状腻子对分散剂、防霉剂和消泡剂等的性能要求高,提高了腻子的成本,且膏状腻子不能使用水泥。因而,实际中很少应用。粉状腻子和双组分腻子都能够利用水泥,使腻子膜的耐水性和耐碱性等更为可靠,因而这两种腻子的使用更多。

 3 原材料和试验方法

3.1  原材料

32.5 级白色硅酸盐水泥,仙鹿牌;

重质碳酸钙,400 目;

石英粉,3 00目;

滑石粉,325 目;

可再分散乳胶粉,瓦克公司,5010N

淀粉醚,301

纤维素醚,粘度10万,山东光大;

膨润土,河南信阳;

3.2 试验方法

3.2.1试验条件

1 )温度应为20℃±2 ,相对湿度应大于50﹪。

2 )养护室的温度应为20℃±1 ,相对湿度应大于90﹪;

 

 

3 )成型时,外墙柔性腻子和拌合水的温度应与实验室的温度一致。

4 )本试验中外墙柔性腻子的各项性能检测方法均参照JG/T157 - 2009《建筑外墙用腻子》

的要求执行。

3.2.2  试验设备

本文使用的设备主要有行星式砂浆搅拌机,腻子膜柔韧性测定仪,万能试验机。

3.2.3  试验方法

3.2.3.1 外墙柔性腻子施工性检测方法

     将试板水平放置,用钢制刮板刮涂试样约1mm厚,检验涂装作业是否有障碍,放置5h

再用同样方法刮涂第二道试样,约1mm厚,再次检验涂装作业是否有障碍。所得涂层平整

无针孔、无打卷时,认为“刮涂无障碍”,认为合格。

3.2.3.2   外墙柔性腻子柔韧性检测方法

1 )采用行星式水泥胶砂搅拌机搅拌,预先用潮湿的布擦拭搅拌锅和搅拌叶。

2 )首先将1000g 外墙柔性腻子粉倒入搅拌锅中,开机搅拌,在10s 内加入计量好的拌合

用水,首先低速搅拌约15s 后,开启快速搅拌按钮,总搅拌时间为4min;若生产厂家对产

品有具体搅拌要求,应按其要求进行搅拌。

3 )取涂有底漆的平滑马口铁板,放在钢板座上。然后将 0.5mm 厚的金属模型板套在上面;

用四个翼型螺母夹子夹紧。

4 )以金属刮刀将腻子均匀涂刮在有底漆的马口铁板上,既得0.5mm 厚的腻子层。在恒温

恒湿的条件下干燥24 小时。并用320 - 500 号水砂纸蘸水按打磨性测定法打磨到厚度为

0.4mm ,放置1 小时。

5 )将打磨好的腻子试板固定于柔韧性测定仪的一端,用滚筒将它紧贴于仪器之圆柱物的

表面上。

6 )判定腻子柔韧性结果。如腻子表面没有裂纹,即认为合格。

2.2.3.3 粘结强度测定方法

1 )试块的制备

制备70m m ×70mm ×20mm 的砂浆块,养护,并仔细选择,试块成型面应保证平整,无凹坑、

孔洞、缺角、缺边。

2 )将金属型框置于70m m ×70mm ×20mm 的砂浆块上,将腻子填满型框,用刮刀平整表

面,立即除去型框,即为试件,在标准环境中养护14d

3 )在养护期第十天将试件置于水平状态,用双组份环氧树脂均匀涂布于试样表面,并在

 

 

其上放钢质上夹具,加约1kg 的砝码,除去周边溢出的粘结剂,放置于72h ,除去砝码,养

14d 后,在万能试验机上,沿试件表面垂直方向以5mm/min 的拉伸速度测定最大抗拉强

度,即为粘结强度。

3.3  外墙柔性腻子的制备

直接将各种原材料进行混合即可。

 

4 结果与讨论

4.1  淀粉醚对外墙柔性腻子性能的影响

4.1.1  淀粉醚对外墙柔性腻子施工性的影响

淀粉醚的特性在于能改善抗流挂性,提高施工性,用量小,既能达到很好的效果,有很

好的润滑性,能改善材料的操作性能,使操作更滑爽。

但是淀粉醚还具有非常快的增稠能力,所以我们要对淀粉醚的掺量作一个系列的试验,

并结合淀粉醚的价格,判断较为适宜的掺量,保证性价比。

从实验结果来看,随着淀粉醚掺量的增加,腻子的稠度增加,且掺量幅度增大时,稠

度也增加,由于淀粉醚是高分子化合物,在加水搅拌的过程中会引入一些气泡,因而淀粉醚

掺量增加,气泡也相应增多,反而不利于施工。

4.1.2  淀粉醚对外墙柔性腻子粘结性能的影响

一种化合物的加入,对外墙柔性腻子的性能或多或少均会有所影响,况且淀粉醚还会

引入气泡,增加腻子的孔隙,降低腻子的密实性,肯定会对腻子的强度有不利的影响。

从淀粉醚对腻子粘结强度影响的结果来看,确实如理论结论一下,综合判断淀粉醚在

外墙腻子中的适宜掺量为0.1%

4.2  膨润土对外墙柔性腻子性能的影响

膨润土是属于蒙脱石类的硅酸盐化合物,在砂浆搅拌或刮涂时,硅酸盐薄片起到润滑剂的作

用,降低了相对黏度,改善砂浆的施工性。因而我们这边只是争对性的进行膨润土对外墙柔

性腻子施工性这一块进行一个试验。

膨润土毕竟是矿物质,且各地的膨润土品质不一,就是同产地的也会有差异,因为膨润土的

掺量也不是越大越好,而且膨润土还具有增稠作用,掺量增加,也会增加腻子的批刮阻力,

反而降低了腻子的施工性。根据试验结果来看,膨润土的适宜掺量为0.3%

4. 3 可再分散乳胶粉对外墙腻子性能的影响

4.3.1可再分散乳胶粉掺量对腻子膜柔韧性的影响

 

 

可再分散乳胶粉是聚合物乳液经喷雾干燥或其他手段得到的粉末,它与水按一定比例混

合后可再次形成稳定、性质与原乳液基本相同的聚合物乳液。

当将外墙柔性腻子加入水中搅拌时,在亲水性的保护胶体以及机械剪切力的作用下,胶

粉颗粒分散到水中。由于胶粉本身的特性以及改性的不同,对砂浆的流变性以及施工性产生

的影响不同,有的有助流作用,而有的有增加触变性的作用,我们目前所采用的是有点助流

作用,对腻子的施工性也有改善作用,最主要机理还是可再分散乳胶粉使砂浆含气量提高,

对砂浆的施工性起到润滑作用,以及胶粉尤其是保护胶体分散时对水的亲和以及随后的粘稠

度对施工腻子的内聚力提高,从而提高了和易性。

从表3 的结果可以看出,可再分散乳胶粉的掺量对腻子膜柔韧性影响有个峰值,当可再

分散乳胶粉掺量较低时,对腻子膜柔韧性的改善没有明显的改善作用,随着可再分散乳胶粉

掺量的增加,腻子膜柔韧性增加。

但是可再分散乳胶粉对腻子的成本起决定性的作用,它占着整个成本的较大一部分,因

此,在可以保证技术要求的同时,要尽量降低可再分散乳胶粉的掺量,因此,可再分散乳胶

粉最合适掺量为2%

4.3.2可再分散乳胶粉掺量对外墙柔性腻子粘结强度的影响

在一定的范围内,可再分散乳胶粉可以提高腻子的粘结强度,表4 为不同掺量的可再分

散乳胶粉对外墙柔性腻子粘结强度的影响。

从表4 的试验结果来看,可再分散乳胶粉的掺加对腻子粘结强度的影响不是一直不变

的,在可再分散乳胶粉掺量较低时,乳胶粉对腻子粘结强度的提高程度不明显,只是很低程

度的增加,但当乳胶粉掺量增加到2.0%时,腻子的粘结强度增加幅度加大,其后腻子的粘

结强度随乳胶粉的用量增加而增加,且其增长速度要低于1.0%2.0%段,但是比掺量低于

1.0%时的增长速度要大。且不掺加乳胶粉时,腻子的拉伸粘结强度还不符合建材标准对腻

子拉伸粘结强度的要求。

在腻子干燥过程中,由于水分的吸收和蒸发,会在腻子层中留下许多空腔,这些空腔一

般认为是腻子层的薄弱部位。当体系中有可再分散乳胶粉时,这些粉料可以立即分散,并富

集于体系中的富水区域,当这些空腔中水分蒸发后,再分散液中的聚合物即固化或成膜,对

这些部位进行加强,从而增加腻子的粘结强度。

可再分散乳胶粉掺量较低时,由于再分散液的量太少,不能在较大的范围内成膜,只能

以微聚合物粒子的形式间断地填充于空腔中,起到粘结和提高致密性的作用,因此对腻子的

粘结强度增加不是很明显。当乳胶粉用量达到一定比例时,再分散液即可以在一定范围内连

 

 

续成膜,在腻子层中形成交叉的网络结构,并且与水泥等无机水化物网络结构相互复合,从

而大大增加了腻子的粘结强度。

1 为不同掺量乳胶粉对腻子拉伸粘结强度的影响图。

4.3.3  可再分散乳胶粉对外墙柔性腻子施工性的影响

可再分散乳胶粉对外墙腻子的施工性没有太明显的影响。一般情况下,可再分散乳胶粉

不会提高腻子的粘度或流动性,因此,对腻子的施工性没有明显的影响。

 

5 结论

1 )淀粉醚对外墙腻子的施工性其很大的作用,相比于其他添加剂而言,淀粉醚的作用是

不可忽视的,试验结果显示,淀粉醚在本文中最佳掺量为0.1%

2 )膨润土对外墙腻子的施工性也具有很大的改善作用,但是却不是掺量越大越好,通过

试验发现,膨润土适宜掺量为0.3%

3 )可再分散乳胶粉对腻子的施工性没有明显的影响。

4 )可再分散乳胶粉可以提高腻子膜的柔韧性,可再分散乳胶粉掺量越大,腻子膜柔韧性

越高,但是可再分散乳胶粉是决定腻子膜成本的决定性因素,在满足技术要求的情况下,可

再分散乳胶粉最合适掺量为2%

5 )在一定范围内,可再分散乳胶粉会提高腻子的粘结强度,其掺量较低时,对粘结强度

的提高不是很明显,其掺量较高时,对粘结强度有降低的趋势,但仍比掺量较低时高。

 

参考文献

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常见生产疑难问题解答实用手册.205 - 207 

[2]薛黎明,谢绍东. 柔性外墙腻子的研制[J].新型建筑材料,2007,9 67- 69

[3]  张义顺,李艳玲,徐军. 纤维素醚对砂浆性能的影响[J].建筑材料学报,2008,3(11)359 - 362 

[4]  王新民,李颂.新型建筑干拌砂浆指南[M] - ]  京:中国建筑工业出版社,20047879

 

 

 

 

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