1外墙涂料耐久性

1．1耐候保色性

装饰功能是外墙涂料的重要功能之一。外墙涂料长期暴露于户外，受到风吹、雨淋和日晒，经过一段时间后，饰面的外观会发生粉化、变色、褪色、失光等现象。对高性能外墙涂料的耐候保色要求一般是8～10a以上，相当于国家标准中人工加速老化1000h以上，其变色不大于2级。涂膜的粉化、褪色和变色与涂料的基料和颜料有着密切的联系。

(1)基料与耐候保色性

基料对涂料的性能起着决定性的作用。外墙饰面受紫外线、日晒及雨水的作用会逐级劣化，其中紫外线的影响Z大。它能使基料聚合物发生化学反应而变质。如果乳液聚合物含有聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯和聚丁二烯等，受到紫外线照射，很容易发生主链断裂、分子间交联或降解反应。

这样基料中聚合物因交联或降解会引起涂膜物性的变化：分子间交联会使延伸性降低，而主链断裂会降低涂膜的强度，Z终导致外墙涂料的泛黄或粉化。所以在配制高性能外墙涂料时应注意基料的优选，选择耐候性优异的乳液作为基料。硅改性丙烯酸乳液和水乳型聚氨酯是目前发展Z快、Z具开发前景的涂料基料品种。这些基料聚合物分子间较高的化学键能和特殊的分子结构决定了它们具有优异的抗老化性能，其人工加速老化均超过1500h，有的甚至达到3000h，完全能够满足高性能外墙涂料对基料耐候性的要求。当然乳液的耐候性不仅跟品种有关，而且还跟乳液中乳液颗粒的尺寸和乳化体系紧密相关。乳液颗粒越细，所形成的涂膜越完善，其耐候性相应地也较优良。此外，还在乳液中加入一定量的紫外线吸收剂，可以减少紫外线对涂膜的损伤。

(2)颜料和耐候保色性

涂料的涂膜主要由基料聚合物和颜(填)料构成。因此2种主要组分的种类和比率决定着涂膜的结构和物性。在涂料配方中，若颜料体积浓度(PVC)低于临界PVC，颜料粒子分散在基料聚合物连续相中，形成“海—岛”结构；但如果PVC超过临界PVC时，基料聚合物就不能将颜料粒子间的空隙完全充满，颜料粒子松散堆积，其间出现空隙，涂膜的耐洗刷性、耐污染、耐候性急剧下降。同类乳液品种，PVC越低，光泽越高，耐候性、保色性越差。所以，在配制高性能外墙涂料时应严格控制PVC尽量小于临界PVC，保证涂膜的完整。

颜料的主要作用就是使涂膜具有一定的遮盖力和呈现不同的色彩，因此要使涂膜具有优异的耐候性，颜料就需具有较好的遮盖力和着色力，较高的分散度，鲜明的颜色以及对光的稳定性等。耐候性优异的白色颜料不仅自身的颜色始终如一，而且能吸收大量紫外线，减轻紫外线对基料或其他彩色颜料的破坏作用，即提高涂膜的耐候保色性。白色颜料中应用Z广、效果Z好的是金红石型钛白粉。彩色颜料中无机和有机颜料均在使用，但从涂膜的耐候性能考虑，一般使用无机颜料比较适合。无机颜料的耐光性和耐候性一般优于有机颜料，目前在外墙涂料中主要采用耐候性优异的铁系颜料。

另外，在高性能涂料中应尽量避免使用易粉化的填料，而使用具有较好耐候性及酸碱稳定性的填料。应用效果较好的有沉淀硫酸钡、石英粉、云母粉和硅灰石粉等。

2．2耐污染性

我国工业烟气、粉尘和汽车尾气排放超标严重，空气中的粉尘含量高，而且人均绿地面积较少。因此，高耐污染性的外墙涂料对适应这种特殊的环境状况具有极其重要的现实意义。

高耐污染性是外墙涂料十分重要的性能指标。外墙涂料发展缓慢，一个重要的原因就是涂层的耐污染性不理想，装饰效果短暂。因此，高性能外墙涂料需要解决的一个重要问题就是设法提高涂层的抗沾污性，使涂层对污染介质有抵御能力。涂料抗沾污性能不良的原因主要有：①涂料配制过程中一般都要使用乳化剂和各种助剂，随着时间的推移，涂层中的这些低分子物质要挥发，这样一来涂层中留有大量的孔隙。就微观结构而言，与溶剂型涂料相比较，乳胶涂料涂层含有大量的微孔，且表面比较粗糙，呈现出凹凸不平。大气中的尘埃在重力的作用下容易沉积其中，对涂层色彩形成不同程度的遮盖。下雨时，尘埃随同雨水在毛细作用下侵入涂层，水分蒸发后，尘埃微粒继续留存于微孔内，这将会对涂膜的装饰效果产生“致命”的影响。

因此，提高涂膜的致密度、坚硬性是解决沾污性问题的一个重要途径。笔者曾研制过的一种硅溶胶一丙烯酸酯乳液有机一无机复合涂料，经抗沾污测定，其反射率下降仅在5％左右，主要是由于硅溶胶胶体颗粒比较细微，粒径一般在5～40nm，成膜之后的结构非常致密坚硬，间隙极小，尘埃粒子不易侵入其间。在涂料中添加纳米级SiO可以提高涂膜的硬度，从而大幅度提高抗沾污能力。②基料中的有机高分子链的结构决定了高分子乳液涂膜容易产生静电积累，从而产生静电吸附，尘埃微粒容易吸附于涂层的表面，影响涂料的装饰效果，在乳液高分子链中引进一些离子型无机的价键(如Si—O)可以提高导电性能，避免静电吸附对涂层的污染。③由于涂层高温返黏、易沾尘，造成装饰效果降低，一般硬度高的涂膜耐沾污性好，这就需要所用乳液的玻璃化转变温度(Tg)高，但这同时对涂膜施工性不利。

3严格地说，涂料只是一个半成品，它Z终的目的是涂装于建筑物表面，对建筑物起装饰和保护作用。因此，施工后干燥成膜的涂层才是成品。即涂料耐久性的发挥与其配套的施工技术有密切的关系，为了获得满意而长期的涂饰效果，就必须对涂料的施工工程质量进行严格地控制。

通常由于外墙涂料施工方法不当引起的涂装缺陷主要有掉粉、起皮、泛碱、脱落等。为了避免这些质量缺陷的出现，应严格按照涂料施工工程规范进行施工。对于水泥基层来说应特别注意控制水分和碱度。按规定施涂乳液型涂料的基层含水率不得大于10％；混凝土基层材料养护龄期应在28d以上，水泥砂浆抹灰应在14d以上，基层的pH控制在l0以下；施工前应清除表面的浮尘、油污等，保持基层表面良好的清洁度；在涂装多孔性底材前应涂刷一层乳胶型或溶液型封闭底漆，避免底材对涂料的吸入不均，造成发花。