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水性多彩涂料仿真度影响因素的探讨

发布时间:2017-01-11

0 引言

随着人们生活水平的提高,人们对生活环境也提出了越来越高的要求,在满足舒适健康需求的同时,时尚美观逐渐成为了人们追求的目标。天然石材是一种使用历史悠久的建筑材料,可以根据个人喜好做出各种风格。然而,随着节能环保理念的加强,以及天然石材资源的有限性,研究与天然石材具有高仿真度的涂料具有重要的意义。 水性多彩涂料,是目前民用建筑装饰材料中,外观最接近天然花岗岩的一种涂料。它是一种纯水性、无污染、富有花岗岩纹理的高分子材料,这种涂料装饰在建筑物表面上能产生自然流畅的花岗岩纹理,具有装饰性、实用性、经济性等诸多性能。 自从20世纪90年代水性多彩涂料在国内开始得到推广以来,水性多彩涂料以较高的石材仿真度、较高的环保性及特定的功能性逐渐赢得了市场的青睐。相信在今后相当长的一段时间内,这种涂料都会倍受消费者的喜爱。

1 水性多彩涂料仿真度的影响因素

目前,水性多彩涂料的配方设计已经比较成熟,人们逐渐认同水性多彩涂料,是因为其与天然石材有着极高的相似度,也就是我们所说的仿真度。仿真度首先涉及的就是色彩相似度,这是水性多彩涂料仿天然石材的一个必要条件。然而,通常对色彩的过分关注,往往忽略了底材颜色、色粒覆盖率、多彩颗粒透明度、基材平整度、罩面漆、喷涂工艺以及多彩颗粒在成品漆中的稳定性等诸多方面对仿真度的影响。本文就从除色彩之外的这几个方面,探讨水性多彩涂料仿真度的影响因素。

1.1 底材颜色

水性多彩涂料是以水性乳胶涂料的小液滴为分散相,保护胶水溶液为连续相构成的多相悬浮体。用特制的喷枪把多彩颗粒喷涂在具有底色的板材上[4],通过色粒对底材的不同覆盖率呈现出底漆颜色,产生仿真天然石材的效果,因此底色的选择搭配非常重要。 天然石材具有不同的色系,当我们拿到一块石材样板时,距离35m处观察到的样板的色调,即为我们要初步确定的底色,也就是所谓的同色底漆的确定。选择好同色底颜色除了能增加水性多彩涂料的最终逼真程度外,还可以减少水性多彩涂料的用量,降低了因为一次喷涂过多而产生流挂的风险。同色底颜色还需要兼顾到多彩分散相颗粒的主要颜色,对比不能太强,并且最终所调颜色要比样板本身看起来的颜色略浅为好。

1.2 色粒覆盖率

水性多彩涂料存在一个彩色颗粒覆盖率的问题,不同覆盖率下基材显露的面积及颜色都会有差异,这必然会影响到水性多彩涂料的仿真度。图1展示了水性多彩涂料在不同覆盖率下的仿石效果。图1-a,覆盖率在80%左右,基材的颜色被更多地遮盖,彩色颗粒比较密集,呈现出一种花纹较密集更具有层次立体感的花岗岩的特点;图1-b,覆盖率约40%,更多地呈现出了底材的颜色,花纹比较稀疏,整体显得较为淡雅。

以卡拉麦里金花岗岩(图2-c)为例,从图2可以看出,该类型的花岗岩整体为黄色系,通常选黄棕色系列为底色。通过观察该种岩石,可以提取出5种颜色色斑,也就是水性多彩涂料调制中所要调制出的彩粒,即黄色、橙红色、绿色、棕色和黑色。为了体现颜色的层次感,通常会调制出深棕和浅棕两种棕色。最终确定的颜色为黑、深棕、浅棕、浅橙红、浅黄和绿色,根据测算,它们所占的比例分别为:6%24%16%14%31%8%,这也是本文认为可以达到最高相似度的色粒比例分配(图2-d)。该种石材的花纹比较密集,根据测算结果,彩粒的覆盖率要达到80%左右才能达到较高的仿真度。而且,覆盖率的浮动值不能超过±5%。如超出这个范围,则仿真度会降低。

在色彩搭配相似的基础上,调整好覆盖率是提高仿真度的一个必要条件,但是不能单纯地通过覆盖率的高低来对多彩涂料的仿真度进行评判。而要根据石材本身的特点,结合和

优化其他要素,才能更好地提高仿真度。

1.3 透明与不透明多彩色粒

天然石材的色彩层次自然流畅,花纹有的清澈透明,有的古朴厚重。为了凸显天然花岗石材各种花纹的特点,在配方调制中,通过对基料中钛白粉添加量的控制,来调控多彩色粒的透明度。这也是影响仿真度的一个重要因素。从图2可以看出,卡拉麦里金中棕色系列的斑纹晶莹剔透。这种色粒就不需添加钛白粉来调整它的透明度;而黄色系列的斑纹呈现一种半透明的状态,通常可加0.5%的钛白粉来调整透明度。一般钛白粉的添加量不会超过基料总量的1.5%。如果钛白粉添加量过多,不但会增加成本,而且还会影响色粒的规整度及色彩调制的难度。

1.4基材的平整度

通过把水性多彩涂料喷涂在不同的基材上面,如平面或凹凸面,可以体现出不同石材的特点。图3-e即为喷涂在具有凹凸感的砂壁漆上的效果。色粒附着在不平整的基材上,显得比较随意,粒子的形状也不尽相同,整体具有立体感;图3-f为普通平涂效果,色粒看起来更清晰、饱满、完整,近处观察彩点铺展较开,整体凸显彩粒色彩效果。图4-g和图4-h即为仿制的普通平面和凹凸面效果,都达到了较高的仿真度。根据经验对于抛光的石材多用平面效果仿制,未抛光的糙面石材多用凹凸面效果仿制,可以达到最好的仿真度。

1.5 罩面漆

为了增加涂层的耐酸雨性、耐候性和耐沾污性等性能,需要对多彩涂层进行罩面。常用的罩面清漆有高光罩面和亚光罩面两种。通常情况下,60°的光泽高于85°的称为高光,低于20的称为亚光。罩光清漆的主要成分就是乳液,乳液的粒径越小,其成膜的透明度和光泽就越高。因而罩光清漆也会对其色泽产生比较大的影响。高光的罩光清漆借助于镜面反射能整体增加色粒的光泽,经过罩光后的墙面显得光洁如新,色泽更加明艳(图5-k);亚光罩光后的墙面颜色比较柔和,古朴典雅(图5-j)。对于仿制已经抛光的石材,选择用高光罩面可以达到较高的仿真度,而对于没有抛光的凹凸面效果,用亚光罩面才可以更好地体现出石材的特点。

1.6 喷涂工艺

喷涂工艺与仿真性也有着直接的关系,在没有合理把握喷涂工艺的情况下,很难完全展现出其真正魅力。多彩涂料的喷涂必需使用专用的喷枪,通过控制罐内压力来调节出料速率,通过控制喷枪顶针和出料口的缝隙调节出料量的多少,同时通过对喷枪气压分量的控制调节其喷出速度,在不同的操作情况下可呈现出不同的效果[5]。出料量太快,喷枪气压分量不足时可能会导致流挂,压力太大时就可能会导致多彩颗粒破碎,出料量太慢在一定程度上降低了施工难度,但增加了施工时间,降低了操作效率。通常情况下,控制黏度在7085KU、喷枪气压分量在0.030.1MP时,施工性及涂层仿真效果最好。

1.7 多彩色粒在成品漆中的稳定性

一直以来多彩色粒的稳定性都是限制水性多彩涂料发展的一个重要因素。新生产出的成品漆在合理的底色下,配合合适的喷涂工艺,可以展现出完美的仿石效果。然而事实上,涂料在装罐直至最终施工,中间是有一段很长时间,短则十天半月,长可达数月,因而多彩色粒的稳定性也成为影响仿真度的一个重要因素。

水性多彩涂料成品在贮存过程中,极易发生多彩色粒硬化、渗色甚至溶解等现象。色粒硬化后,施工时在相同的操作压力下,多彩色粒很难铺展开,进而导致较厚的涂膜,颜色也就相对较深,与正常情况的施工效果相比,会有明显的色彩差异。同样,多彩色粒的溶解,直接改变了水性多彩涂料成品色彩的组成,对其仿石效果的影响更是致命的。如果在贮存过程中发生渗色,不但使多彩色粒本身的颜色变浅,也会使喷涂后的整体色调发生改变,色彩不再清晰明亮而显得昏暗浑浊。另外,如在贮存过程中,成品漆发生分层、分水现象,喷涂前搅拌不当,会改变色粒的大小,甚至导致其彩色粒子完全辨认不清,而无法完成喷涂。因而,多彩色粒在成品漆中的稳定性是不容忽视的,这直接关系到水性多彩涂料成品,最终能否达到预期效果。因此,尽量缩短贮存期,施工前规范调整涂料,施工中严格控制参数,提高施工人员熟练程度等都是值得重点关注,并加以调整、控制的。

2 结语

综上所述,除了色彩的相似度之外,影响水性多彩涂料仿真度的因素还有底色的选择、色粒覆盖率、色粒透明度、基材平整度、罩面漆的光泽、成品的稳定性及施工工艺等。现阶段水性多彩涂料还是一种有待改进的产品,但是它仍然凭借其独特的优势,在建筑涂料领域大量使用。要不断完善水性多彩涂料、涂装体系,将是今后一个时期的工作重点。

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