外墻乳膠漆的雨痕問題及改善方法
合成樹脂乳液外墻涂料，這里簡稱外墻乳膠漆。外墻乳膠漆在施工完成后，遇到雨水后，漆膜表面會形成各種各樣的雨水流過的痕跡，出現(xiàn)墻面發(fā)花，造成工程質(zhì)量事故，工程返修造成大量資源的浪費。近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷壯大，外墻涂料的應(yīng)用也越來越廣泛。國內(nèi)很多地區(qū)從節(jié)約、安全等方面考慮，禁止高層建筑再使用外墻磚，并作出相關(guān)規(guī)定。如重慶，沈陽等城市出臺了關(guān)于高層建筑限用（禁用）外墻磚的規(guī)定。這些政策或措施促使外墻涂料的應(yīng)用越來越廣。外墻乳膠漆由于其所具有的環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)、施工簡便等優(yōu)勢，逐步成為建筑外墻裝飾的主要材料。雖然外墻乳膠漆有很多優(yōu)點，但由于其本身的固有物理特性，使之在某些性能上存在一定的缺陷，如干燥時間長，聚合物的熱塑性、機(jī)械性能不高等等。導(dǎo)致外墻乳膠漆在使用過程中會出現(xiàn)各種或大或小的問題。其中雨痕現(xiàn)象是外墻乳膠漆裝飾工程中較常遇到的問題。雨痕是指外墻乳膠漆漆膜經(jīng)過雨水沖刷后產(chǎn)生的痕跡。雨痕問題已經(jīng)成為一個較為典型的行業(yè)難題。了解雨痕形成的原因，更好地解決該問題是本文的出發(fā)點。
1.外墻乳膠漆雨痕的類型
產(chǎn)生雨痕問題一般是有色的外墻乳膠漆，尤其是顏色較深、明度較低的乳膠漆漆膜。當(dāng)顏色越深，出現(xiàn)雨痕時該現(xiàn)象就越嚴(yán)重。白色的也會產(chǎn)生，但沒有深色漆那么明顯。同時，受雨水的沖刷程度不同，雨痕問題的嚴(yán)重程度也不同?；鶎印⒛佔訉拥幕瘜W(xué)成分析出也會加重雨痕現(xiàn)象。
結(jié)合長期對外墻乳膠漆雨痕現(xiàn)象的觀察，發(fā)覺外墻乳膠漆雨痕現(xiàn)象的輕重程度、產(chǎn)生的機(jī)理均不一樣，根據(jù)其產(chǎn)生的機(jī)理和嚴(yán)重程度，大致可將雨痕現(xiàn)象分為3種類型：溶出雨痕（亮斑）、沖刷雨痕、泛堿雨痕。
2.各類雨痕現(xiàn)象分析
2.1 溶出雨痕現(xiàn)象
溶出雨痕是指外墻乳膠漆施工完成后，短期內(nèi)（通常1周到1個月）遇到小雨或陣雨，墻面局部受到雨水沖淋，漆膜中的部分物質(zhì)溶出，形成點狀或條狀的光斑，這類雨痕在這里稱為“溶出雨痕”。通過模擬實驗，局部用水淋過的乳膠漆漆膜出現(xiàn)了水流流過的痕跡，出現(xiàn)了發(fā)亮斑點。通過觀察，水流過的地方有發(fā)亮的溶出物，比漆膜原本的光澤高，造成了雨痕、發(fā)花現(xiàn)象。通過對溶出物質(zhì)進(jìn)行采集、分析，發(fā)現(xiàn)其主要成分是各類陰離子、非離子表面活性劑。由于漆膜耐水性差或漆膜干燥時間不夠，性能未完全建立，遇到雨水后溶出的表面活性劑導(dǎo)致了雨痕現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2.1.1 溶出雨痕的原因分析
乳膠漆是一個復(fù)雜的混合分散體系，很多原材料含有大量的表面活性劑。歸結(jié)一下乳膠漆體系表面活性劑的來源，包括（1）乳液；（2）各類助劑，如潤濕劑、分散劑、消泡劑、增稠劑等；（3）色漿。這些表面活性劑在一定時期內(nèi)會存在于漆膜里面或慢慢遷移至表面，絕大部分表面活性劑是親水型的，當(dāng)漆膜遇到雨水后，雨水很容易就會溶出或沖刷掉這些表面活性劑。如果雨水只是局部或短時間淋灑在乳膠漆漆膜上，局部帶出或沖走漆膜的表面活性劑，漆膜就會出現(xiàn)各種條狀或點狀痕跡，造成乳膠漆漆膜光澤、顏色不一，出現(xiàn)溶出雨痕（亮斑）現(xiàn)象。如果下大雨，墻面整體受到雨水的沖刷，溶出雨痕現(xiàn)象是比較輕微的，基本看不到雨痕問題，這是由于雨水整體沖掉表面活性劑，使得漆膜顏色、光澤沒有對比反差所致。
2.2 沖刷雨痕現(xiàn)象
這類雨痕主要集中屋檐，窗臺下面。雨水打在屋檐、窗臺上，積聚后順著一些固定位置往下流淌，時間長了，漆膜表面就留下一道道痕跡，這類痕跡在這里稱為沖刷雨痕。
2.2.1 沖刷雨痕的原因分析
外墻乳膠漆是在戶外應(yīng)用的一種建筑裝飾材料，其性能的好壞，直接決定其對建筑物的裝飾、保護(hù)所產(chǎn)生的效能。當(dāng)外墻乳膠漆的耐水性能存在缺陷，就可能會引起沖刷雨痕的問題。另外，外墻乳膠漆施工完成后，漆膜沒能在短時間內(nèi)干燥固化就遇到下雨，也很容易產(chǎn)生雨水沖刷后留下的痕跡。雨水長期在建筑物同一位置往下流，會給該位置留下雨水流過的痕跡，合理的滴水線，集雨設(shè)計非常重要。因此，我們可以總結(jié)出沖刷雨痕產(chǎn)生的原因：（1）漆膜的耐水性能差；（2）漆膜干速慢，干燥時間不夠；（3）建筑設(shè)計不夠科學(xué)合理。
2.3 泛堿雨痕現(xiàn)象
這類雨痕發(fā)生的位置跟沖刷雨痕差不多，大部分集中在屋檐或窗臺下面，但這類水痕的產(chǎn)生基本在施工后第一、第二次下雨后就出現(xiàn)了。水流過的漆膜表面呈現(xiàn)發(fā)白，表面好像有一層霧狀物，有時還有白色結(jié)晶體，這類雨痕在這里稱為泛堿雨痕。
2.3.1 泛堿雨痕原因分析
這類雨痕主要是基材中的堿性物質(zhì)或鹽類，由于雨水的滲入而遷移至漆膜中間或表面，破壞了漆膜或改變了漆膜顏色而形成的雨痕，通常水流過的地方才會出現(xiàn)，而且過水量越大的地方雨痕越明顯。外墻乳膠漆施工的基材基本是水泥基材質(zhì)，水泥中的主要成份是硅酸鈣（CaSiO3），它是一種弱酸強堿鹽，在遇水的情況下，硅酸鈣水解呈堿性，其化學(xué)式為：CaSiO3 + H2O →水解→Ca2?+ H2SiO3 + OH? 。其堿性的高低與CaSiO3的含量成正比。在水大量存在的情況下，水便成為流動載體，將大量的Ca2? 、OH?通過漆膜的毛孔和裂縫滲透到涂膜表面，與空氣反應(yīng)形成泛堿，其化學(xué)式為： Ca2? + OH?+ CO2 → CaCO3 ↓（泛堿）+ H2O，泛堿會造成漆膜顏色的改變和破壞，這樣就導(dǎo)致水流過的地方留下一道道的痕跡，這是泛堿雨痕產(chǎn)生的主要原因。
3.雨痕的改善辦法
外墻乳膠漆雨痕的類型有多種，其產(chǎn)生的原因和機(jī)理也不一樣，溶出雨痕產(chǎn)生的因素主要是原材料，所以外墻乳膠漆原材料的篩選成為了解決溶出雨痕問題的主要途徑；沖刷雨痕問題產(chǎn)生的原因則涉及到配方設(shè)計、原材料、建筑的合理設(shè)計等；泛堿雨痕則涉及基材、底漆、施工等方面。
針對雨痕產(chǎn)生的原因，要改善外墻乳膠漆雨痕現(xiàn)象，主要途徑是選擇合適的原材料，包括乳液、助劑、色漿等；優(yōu)化的配方設(shè)計；合理的施工方案和優(yōu)質(zhì)的涂料配套體系，包含基材的質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)、底涂的質(zhì)量、面涂的養(yǎng)護(hù)等。下面從這幾方面探討雨痕的改善辦法。
3.1 原材料選擇
選擇耐水性高、交聯(lián)固化時間較短、不含或含較少親水型乳化劑等較為疏水的乳液，對雨痕的改善有較大的幫助。使用較為疏水的助劑或使用較少的親水助劑對漆膜的耐水性有幫助，同時減少漆膜水溶性物質(zhì)的析出，減輕表面雨痕現(xiàn)象。色漿用量少，顏色較淺的外墻乳膠漆雨痕現(xiàn)象較輕。
3.1.1 乳液的選擇
乳液的種類、合成工藝、乳化劑種類、玻璃化溫度等賦予乳液不同的性能。普通的聚合物乳液含有大量的親水性乳化劑，導(dǎo)致漆膜的致密性、耐水性受到影響。無皂聚合乳液由于其不含或僅含有少量反應(yīng)型乳化劑，避免了乳化劑對水的吸收、滲出等，大大提高了漆膜的耐水性，降低了產(chǎn)生雨痕的幾率。核殼結(jié)構(gòu)乳液，其獨特的結(jié)構(gòu)，使涂料的耐水性較普通乳液好，許多研究者認(rèn)為這是由于乳液在成膜時親水相轉(zhuǎn)向基材，而耐水相轉(zhuǎn)向空氣一面，使漆膜耐水性得到明顯改善，產(chǎn)生雨痕的幾率也相對降低。玻璃化溫度高的乳液相對玻璃化溫度低的乳液，交聯(lián)固化時間較短，能夠較快地提供較好的耐水性、耐洗刷性、硬度等物理性能，同時也降低了雨痕的明顯度。另外乳液聚合使用的反應(yīng)型乳化劑和較小的粒子半徑也對改善雨痕有幫助。
3.1.2 助劑的選擇
乳膠漆在生產(chǎn)的過程中會添加大量的助劑，大部分助劑都是表面活性劑或含有大量表面活性劑，而這些表面活性劑大部分都具有較強的親水性，如何減少親水性助劑的使用或減少親水助劑的用量是改善溶出雨痕的有效辦法。
選擇何種助劑是改善和減輕雨痕現(xiàn)象的重要途徑。首先，我們來看乳膠漆中的顏料分散劑。顏料分散劑種類繁多，有親水型和疏水型。親水型分散劑對涂料的耐水性有較大的影響，而疏水型分散劑幾乎不損害漆膜的耐水性。有些疏水型顏料分散劑甚至?xí)纳破崮さ哪退阅?，從而改善和降低雨痕的程度。將多元酸均聚型顏料分散劑和多元酸共聚疏水型顏料分散劑分別烘干，得到分散劑的固體分，然后再將它們加入到水中，多元酸均聚型顏料分散劑很快就溶解在水中，而多元酸共聚疏水型分散劑經(jīng)過24h仍然能見到其固體分?？梢娛杷皖伭戏稚┠退愿?、吸水率更低、降低溶出率，有助于降低漆膜雨痕的產(chǎn)生，減輕雨痕的明顯度。其次，外墻乳膠漆通常要用到潤濕劑，潤濕劑主要是降低水的表面張力，使顏料更好地潤濕分散等。傳統(tǒng)使用的顏料潤濕劑有聚氧乙烯類、磷酸酯類、磺酸鹽類等等。這部分顏料潤濕劑大部分也是親水型的。由于這類潤濕劑揮發(fā)速度較慢，外墻乳膠漆施工后，漆膜在一定時期內(nèi)會存在這類助劑。如果能減少或不用這些助劑對改善雨痕也有幫助。如何降低這類顏料潤濕劑的用量呢？通過配方優(yōu)化，新材料的應(yīng)用可以有效改善。新型的氟素潤濕劑能有效幫助降低潤濕劑的用量。常用的顏料潤濕劑在乳膠漆中的用量為0.1%~0.5%，能將水的表面張力降至25dyn/cm左右。氟素潤濕助劑具有強烈的表面活性，含0.001%活性成份時水溶液表面張力為23dyn/cm；含0.01%活性成份時水溶液的表面張力為19dyn/cm。達(dá)到相同的表面張力，使用氟素潤濕助劑可以減少10倍以上用量，潤濕劑的用量減少無疑提高了漆膜的耐水性能。另外，其他助劑也應(yīng)盡量選擇較為疏水的類型，如增稠劑可盡量選擇較為疏水的聚氨酯增稠劑或疏水性丙烯酸增稠劑等，這些都會對改善雨痕問題有所幫助。
3.1.3 色漿的選擇
外墻乳膠漆用得最多的是彩色漆，彩色顏料使用必不可少。乳膠漆配色使用的顏料一般以顏料漿的型式供應(yīng)，簡稱色漿。色漿要由粉狀顏料加工為水乳型的漿狀物，其生產(chǎn)過程和乳膠漆的相似，同樣需要使用大量的表面活性劑，所以色漿制備所使用的表面活性劑種類、用量等等也會影響到外墻乳膠漆最終的性能。由于有色顏料以色漿型式作為一種供應(yīng)的原材料，涂料廠家沒有辦法控制色漿表面活性劑的添加，也就沒有辦法徹底解決雨痕的問題。要減少色漿對漆膜造成的影響，只能盡量使用較少的色漿，或調(diào)較淺的顏色。要最大限度地降低色漿對雨痕的影響，只能是涂料廠家自行生產(chǎn)色漿，才能在原材料選擇中有控制權(quán)，同時也可以和色漿生產(chǎn)商結(jié)成緊密的合作關(guān)系，定制合適的個性化產(chǎn)品，這樣才能最大限度地降低色漿對雨痕造成的影響。
3.2 配方設(shè)計
除了原材料的選擇外，配方設(shè)計對雨痕現(xiàn)象的影響也相當(dāng)重要。PVC的控制、顏填料的搭配、干燥速度、成膜時間等都會對雨痕的產(chǎn)生造成影響。PVC高時，乳膠漆漆膜疏松，影響耐水性、耐洗刷性，增大了吸水率，水流過會帶出漆膜中的水溶物、色漿等，破壞漆膜而形成雨痕。添加一定量的疏水物，如有機(jī)硅疏水劑、氟助劑等，使漆膜更加耐水，有效降低雨痕產(chǎn)生的幾率，減輕雨痕的明顯程度?？傊畠?yōu)秀的配方設(shè)計能有效發(fā)揮產(chǎn)品的性能，減少各種質(zhì)量問題，包括雨痕問題。
3.3 施工
外墻涂料施工對雨痕的產(chǎn)生也有直接的關(guān)系。有很多客戶為了節(jié)約工程的成本，偷工減料的情況時有發(fā)生。例如，不涂刷封閉底漆，或者施工時底漆過度稀釋等，這樣就很容易造成泛堿雨痕現(xiàn)象，所以外墻乳膠漆施工跟外墻乳膠漆雨痕的產(chǎn)生有著密切的關(guān)系。外墻乳膠漆施工時必須在適合的條件下施工。從基層、膩子層的養(yǎng)護(hù)時間、含堿率（pH值）、含水率，到施工的天氣情況，如相對濕度、溫度等，再到各類漆膜防雨措施、土建的集雨、排雨工程等，這些統(tǒng)統(tǒng)都對產(chǎn)生雨痕有直接的關(guān)系。所以依據(jù)相關(guān)的施工規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，做好施工過程的每個環(huán)節(jié)，可以大大降低雨痕產(chǎn)生的幾率，確保工程的質(zhì)量。
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