乳液Tg 是高分子链运动被激发,即链段由冻结状态到具有足够热运动能量以克服内旋转位垒的转变温度,从力学性能上说,这一阶段就是乳液从玻璃态到高弹态的转变过程。乳液最低成膜温度(MFT)是指乳液在干燥过程形成不开裂的连续膜的最低温度。MFT 和Tg 是同一性质的两个不同方面,MFT 表现的是乳液外观形态上的变化,而Tg 是从力学性质、物态转变的角度,从乳液分子结构方面对乳液进行表征,对普通乳液来说,温度低于Tg,乳液不会发生聚结;温度高于Tg,乳液便会发生聚结而形成致密的薄膜,MFT 经常用来替代Tg。如图2 所示,Tg 高的乳液成膜时容易造成漆膜开裂。故在满足各项性能要求的前提下,应尽量选择Tg 较低的乳液。
2.5 颜填料的选择
颜料是乳胶漆中最重要的固体组分之一,能赋予漆膜整体骨架支撑能力。未添加颜料的乳胶漆膜柔韧性优良、致密、整体性好。如果将颜料,特别是较细的粉料添加到涂料中,漆膜的柔韧性变差、易碎,漆膜的整体抗拉强度就越低。所以在乳胶漆配方中,其他组分不变的情况下,使用一些较粗的颜料,如片状结构的云母粉及滑石粉,能明显改善漆膜的强度和减少收缩应力,有利于改善漆膜的抗开裂性。
绢云母矿物表面具有活性基团,容易与高分子链相结合、缠绕,在漆膜中平行排列,上下重叠,使漆膜内部形成一种致密的网状结构,从而大大提高漆膜的综合性能和抗渗透性,提高漆膜强度、抗龟裂性。当云母粉添加量为4%~6% 时,漆膜的抗开裂性能最佳。
滑石粉属于硅酸盐系列的粉体,它是一种水合化合物,主要化学成分为3MgO·4SiO2·H2O,其中镁原子和氧原子结合,夹在两片二氧化硅之间。滑石粉比较软,质轻,在漆膜中能吸收伸缩应力,避免产生裂缝。当滑石粉添加量为4%~6% 时,漆膜的抗开裂性能最佳。
云母粉与滑石粉用量对乳胶漆抗开裂性的影响见图3。
2.6 施工环境的影响
(1) 底材
如果底材自身湿度过高,在涂装之后随着底材水分的蒸发,底材表面就会出现裂缝,随之漆膜表面也会出现裂缝;此外,底材表面如凹凸不平会导致湿膜厚度不一致,干燥速率和产生的收缩应力都不一致,从而导致漆膜开裂。
(2) 温度
不管是什么类型的涂料,都会有施工温度要求,一般是5~35℃,如果环境温度低于或高于此温度范围,就会出现脱粉、开裂、附着力差等漆膜弊病。施工温度的影响见图4。
(3) 湿度
施工时,环境湿度不能高于85%,在较高湿度环境下施工,会导致漆膜水分蒸发缓慢,使得乳胶漆湿膜难以干燥成膜,从而发生开裂。
3 结语
乳胶漆施工干燥后开裂是比较常见的问题,在乳胶漆漆膜开裂后直接修补难度较大,通常要将开裂的涂层打磨清除后,再重新涂布施工,这会导致工期延长、原材料浪费、费用增大等。通过对乳胶漆成膜机理的研究,分析造成漆膜开裂的原因,从成膜助剂的选择、基料以及颜填料的选择及搭配方面解决乳胶漆开裂的问题。