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灰钙粉在涂料生产中应用的综合分析

时间:2018-11-24 10:02:32 点击:39

  核心提示:灰钙粉是什么?灰钙粉的应用价值及主要成分 灰钙粉是一种气硬性胶凝材料,应用于建筑涂料中能够提高涂料的耐水性、耐洗刷性等。该类活性填料过去用于聚乙烯醇缩醛类涂料,存在着涂料性能差、游离甲醛超标等问题而被淘汰。但是,由于灰钙粉能够在较低的成本下赋予涂料优异性能,因而近年来人们根据国家标准的新要求,将灰钙...

灰钙粉是什么?灰钙粉的应用价值及主要成分
    灰钙粉是一种气硬性胶凝材料,应用于建筑涂料中能够提高涂料的耐水性、耐洗刷性等。该类活性填料过去用于聚乙烯醇缩醛类涂料,存在着涂料性能差、游离甲醛超标等问题而被淘汰。但是,由于灰钙粉能够在较低的成本下赋予涂料优异性能,因而近年来人们根据国家标准的新要求,将灰钙粉应用于合成树脂乳液涂料中,使涂料能够在较低的成本下满足GB/T 9756—2001和GB 18582—2001的要求,且涂料的容器中状态、流平性和涂膜的手感等均好。因而,在新的要求下,灰钙粉仍具有应用价值。但是,灰钙粉类涂料应用于旧涂膜时涂膜变黄的可能性仍然存在,所以也不应当夸大灰钙粉的作用,而只能将其用之于中低档内墙涂料。
1、灰钙粉涂料是什么
  灰钙粉类建筑涂料是指涂料中加入灰钙粉这种活性填料的建筑涂料。灰钙粉的主要成分是Ca(OH)2、CaO和少量CaCO3的混合物,是石灰的精加工产品。石灰是一种古老的气硬性胶凝材料,在过去的建筑砂浆、墙体粉刷和抹灰施工中作为胶结料而有着广泛的应用。灰钙粉是由以CaCO3为主要成分的天然优质石灰石,经高温煅烧后成为生石灰(CaO)后,再经精选,部分消化,然后再通过高速风选锤式粉碎机粉碎而成的,其表观洁白细腻。近年来,由于粉体加工技术的进步,市场上已经具有细度在600目以上的或更高细度的灰钙粉商品。
灰钙粉在建筑涂料中的地位
  灰钙粉加入涂料中,随着涂料的涂装成膜,氢氧化钙氧化钙遇水后也变成氢氧化钙)会与空气中的CO2反应生成碳酸钙晶体而产生强度,进而在涂膜中能够为涂料组分提供一定的粘结性,并赋予涂料显著的耐水性。以灰钙粉为主要活性填料生产的各种建筑涂料具有成本低,耐水性好等特点。灰钙粉产品及其在涂料中的应用是我国建筑涂料业的一大发明,过去曾经在建筑涂料中得到广泛应用。

2、灰钙粉在涂料中的应用
2.1 灰钙粉在聚乙烯醇类涂料中的应用
  灰钙粉是在上世纪80年代开始在建筑涂料中应用的。当时我国的建筑内墙涂料品种主要是聚乙烯醇类涂料,这类涂料中加入以质量计为10%~25%的灰钙粉后,涂膜的耐水性和耐洗刷性显著提高。这类涂料曾有许多不同的商品名称,但其技术实质是灰钙粉的应用问题,即以聚乙烯醇缩醛胶作为涂料的有机成膜物质,将灰钙粉经过适当的处理后加入涂料中[1~5]。灰钙粉在涂料中除了提高耐水性和耐洗刷性以外,还能够显著提高涂料的遮盖力。下面是当时使用的比较典型的聚乙烯醇-灰钙粉涂料的配方(质量计):水12%~30%;硫酸钾铝(明矾)0.8%~1.6%;膨润土0.5%~3.0%;纯碱(NaCO3)0.08%~0.15%;灰钙粉12.0%~18.0%;轻质碳酸钙5.0%~7.5%;滑石粉3.0%~6.0%;硅灰石粉3.0%~6.0%;立德粉3.0%~5.0%;基料(聚乙烯醇缩醛胶)40.0%~47.0%。这类涂料在一段时间内曾得到广泛的应用,并很受欢迎。
  除此之外,为了降低成本,也有以淀粉并配合以很少量的聚乙烯醇作为基料的,但涂料的性能差(主要体现在附着力和涂膜的易开裂性方面),因而应用得不成功。
2.2 灰钙粉在合成树脂乳液涂料中的应用
  2001年,建设部公布化学建材(建筑涂料-T)技术与产品公告目录,在该目录中将聚乙烯醇类涂料列为淘汰产品,其中亦包含以聚乙烯醇缩醛胶为基料的灰钙粉类涂料。从而该类涂料被认为是低档劣质涂料,并逐步淡出市场。
  但是,灰钙粉在涂料中的技术、经济优势使之仍具有生命力。人们根据新的技术状况、新的原材料和新的技术标准对这类涂料进行了提高性能以满足现行国家标准的研究。例如[6],采用合成树脂乳液为基料,制备符合国家标准GB/T 9756—2001《合成树脂乳液内墙涂料》的灰钙粉类乳胶漆,使得灰钙粉类建筑涂料具有新的性能。在这类乳胶型涂料中,除了使用合成树脂乳液(VAE乳液)外,还将近年来出现的一些新的涂料原材料,例如新的分散剂、消泡剂和增稠剂等用之于涂料,使所制得的涂料具有良好的性能,能够在很低的成本下满足国家标准的要求。
  这种以灰钙粉为活性填料的乳胶漆,与通常的丙烯酸酯类乳胶漆(中低档类商品)相比,具有明显的技术-经济综合性能优势。首先,在相同的成本下,这类涂料具有更好的性能。主要体现在对比率(遮盖力)、耐洗刷性和耐水性等方面。比如说,按照目前原材料的价格情况,与以每吨成本约1800元配制的涂料相比较,丙烯酸类乳胶漆只能达到GB/T 9756—2001的合格品的指标,而灰钙粉类乳胶漆却能够达到优等品的指标。其原因在于前者的助剂成本占涂料总成本的30%以上,而后者的助剂成本只在涂料总成本的15%以下。其次,这类涂料能够在更低的成本下(例如1550元/吨左右)满足GB/T 9756—2001中合格品的指标要求。可见,在新的标准要求的情况下,灰钙粉作为生产建筑涂料的活性填料仍具有一定的优势。
2.3 灰钙粉在涂料中的应用优势及问题
2.3.1 降低涂料的成本
  灰钙粉属于气硬性胶凝材料,在涂膜中既能够起到无机基料的作用,又能够增强聚合物树脂的性能,能够节省乳液用量;灰钙粉能够提高涂料的遮盖力,可以降低涂料中钛白粉或立德粉等颜料的用量。灰钙粉乳胶漆的原材料成本在1750元/吨左右的情况下,即能够达到GB/T 9756—2001优等品的标准。若不采用灰钙粉是很难达到这一结果的。
2.3.2 提高涂料的环保性能
  灰钙粉提高涂料的环保性能可从以下诸方面体现出来。
  ① 降低涂料的VOC含量 灰钙粉乳胶漆以VAE乳液为基料,不需要使用成膜助剂(溶剂),通过选用适当的增稠体系,冻融稳定剂的用量也很低,因而涂料的VOC含量能够明显降低。
  ② 不使用防霉剂 灰钙粉乳胶漆中灰钙粉所提供的高碱性环境,使得霉菌和微生物无法生存,生产乳胶漆时不再需要外加防霉剂。
  ③ 能够吸收空气中的CO2 灰钙粉的主要成分是Ca(OH)2,能够和空气中的CO2反应生成CaCO3,消耗(吸收)了空气中的CO2,因而这类涂料可以称之为可吸收二氧化碳涂料,涂装后能够改善室内的空气质量。
2.3.3 提高涂料的性能
  灰钙粉本身转变成碳酸钙的性能和对聚合物树脂的改性作用,使涂膜的耐水性、耐洗刷性显著提高。灰钙粉类涂料涂膜手感光滑,采用适当技术还可以在很低的成本下配制出具有半光效果的乳胶漆,涂膜的装饰效果更好。
2.4 灰钙粉在涂料中应用带来的性能不足
  灰钙粉类涂料在旧墙面上使用时,有时候可能会出现涂膜黄变的问题,这一问题一直没有得到解决,亦及这类涂料黄变问题依然存在,需要进一步研究解决。此外,由于灰钙粉带给涂料的高碱性,使得灰钙粉涂料在调配颜色时,对颜料有一定的要求。显然,不耐碱的颜料是不能用于灰钙粉涂料的;而当用色浆调配颜色时,除了颜色本身的耐碱性以外,色浆中其它组分的碱性介质的相容性也是其能否用于灰钙粉涂料的重要影响因素。

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