一、水性硅丙乳液
咱们常见的内外墙涂料,都有一种相同的组成成分—乳液。乳液在建筑涂料中扮演着重要的角色,目前市面上经常见到三种乳液,分别是硅丙乳液、纯丙乳液和苯丙乳液。
现在简要介绍一下这三种乳液的区别:
1.成分上的区别
硅丙乳液:是由含有不饱和键的有机硅单体和丙烯酸类单体聚合而成,有机硅+丙烯酸(丙烯酸酯)+助剂;
纯丙乳液:由丙烯酸类单体聚合而成,比如:多种丙烯酸+甲基丙烯酸+甲基丙烯酸甲酯+丙烯酸酯类+助剂;
苯丙乳液:由苯乙烯类单体和丙烯酸类单体聚合而成,苯乙烯+丙烯酸(丙烯酸酯)+助剂
2.在价格上的区别
市面上的参考价格如下:
苯丙乳液:元/吨,目前价格大多在-元/吨,也有高品质的,像陶氏的,巴斯夫的,价格在1.2万元/吨
纯丙乳液:元/吨,好一点的纯丙一般在1.5-1.8万元/吨
硅丙乳液:元/吨,品质好纯度高的硅丙乳液价格高达2.5万元/吨。
3.使用寿命上的区别
苯丙乳液的使用寿命是4-5年,目前国产的苯丙乳液寿命一般不超过3年
纯丙乳液的使用寿命是10年以上,
硅丙乳液的使用寿命是15年以上。
注:建筑涂料中,乳液的含量越高,使用寿命越长。一般乳液含量8%以上为合格,10%以上为优质。
4.性能上的区别
硅丙乳液优势:耐酸碱性强、成膜不易泛黄,膜粒分子拉伸力紧密,柔韧性极强,遇水不易泛白;
纯丙乳液优势:不易燃烧、光泽度强,适用性广泛;
苯丙乳液优势:价格低,融合成膜速率快,低温可施工。
5.市场占有率不同。
根据涂料行业数据公布,各种乳液的市场占比大概如下:
纯丙乳液40%,
硅丙乳液35%,
苯丙乳液14%,
其他乳液11%.
总的来说,家装、市政工程考虑到外墙使用寿命的话,一般会选择硅丙乳液或纯丙乳液。若外墙使用苯丙乳液,说明外墙对涂料的使用年限要求不高。
那么,除了常见的3种乳液之外,还有哪些乳液?
醋丙乳液、叔醋乳液、叔醋丙乳液、叔丙乳液、EVA乳液、水性氟碳乳液等。
醋丙乳液:又称乙丙乳液,以醋酸乙烯和丙烯酸丁酯为主要功能单体共聚而成,适于建筑内墙涂料和丝光涂料的乳液。这种乳液成本低廉,耐水性、抗蠕变性、耐碱性和抗老性较差。
叔醋乳液:醋酸乙烯—叔碳酸乙烯酯的共聚物,由于叔碳酸乙烯酯与醋酸乙烯酯竞聚率相近,可用于合成高性能的叔醋乳液,叔醋丙乳液,显著提高胶粘剂的内聚力、耐水性、渗透性,同时可降低乳液表面张力,制备小粒径的聚合物乳液。广泛应用木工胶、包装胶、瓷砖胶、PVC贴皮胶等。
叔醋丙乳液:叔碳酸乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸酯三元共聚而成,可用来制造高耐受性高环保性的金属表面水性涂料、塑料表面涂料和木器表面涂料。
叔丙乳液:叔碳酸乙烯与丙烯酸(丙烯酸酯)聚合而成,它具有优良的金属防腐性能、附着力、疏水性、耐水性;性价比高;适合于工业用户外保护防腐漆。
EVA乳液:醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的简称,是以醋酸乙烯和乙烯单体为基本原料,与其它辅料通过乳液聚合方法共聚而成的高分子乳液。EVA乳液具有永久的柔韧性。EVA乳液可以看作是聚醋酸乙烯乳液的内增塑产品,由于它在聚醋酸乙烯分子中引入了乙烯分子链,使乙酰基产生不连续性,增加了高分子链的旋转自由度,空间阻碍小,高分子主链变得柔软,并且不会发生增塑剂迁移,保证了产品永久性柔软。
水性氟碳乳液:由有机氟、(甲基)丙烯酸酯、特种湿附着力单体、反应型乳化剂等用先进的种子工艺、核壳技术聚合而成,有极好的耐污性、超耐候性、耐化学品性能是普通乳液的3-5倍。
二、金红石型二氧化钛
钛白粉的学名为二氧化钛(TitaniumDioxide),它有金红石(Rutile)和锐钛型(Anatase)两种晶型。
钛白粉一共有三种晶体结构:板钛型、锐钛型、金红石型。
板钛型由于其晶体结构不稳定,所以在自然界中不能长期稳定存在,所以量小不具有工业价值而未被使用。
金红石与锐钛相比具有哪些优势呢?
1、粒径分布与分散性差异:由于金红石型产品晶型更趋向六面体,比较锐钛更容易分散均匀,其所形成的团聚物更加均匀,粒径分布更窄。
2、白度与着色力:锐钛型二氧化钛白度较好,但着色力仅为金红石型的70%。
3、耐候性:加入锐钛型二氧化钛试片仅仅经过一年以后即开始龟裂或者碎片状剥落,而加入金红石型二氧化钛试片,经过十年以后其外观只有很小变化。
结论:金红石型二氧化钛晶型更好更稳定,粒径分布更窄,更容易分散均匀,着色力及耐候性较佳,锐钛型二氧化钛白度高一些。
锐钛型钛白粉相对金红石型钛白粉,缺少表面处理工艺,两者的晶体形态也不同;对于高耐候性的产品而言,只能使用金红石型钛白粉,锐钛主要用在对于耐候性能要求低、白度要求较高的产品中
延伸阅读:锐钛及金红石晶胞及晶簇结构
锐钛晶胞(左上),金红石晶胞(右上),锐钛晶簇(左下),金红石晶簇(右下)
采用软件Diamond对锐钛及金红石的晶胞空间结构进行演示,锐钛晶胞(Ti4O8)中八面体(TiO6)通过共用非赤平面内的两条棱连接,多个同样的八面体遵从空间位阻最小的原则,最终以锯齿状结构形成长链,链与链之间通过共用顶点规则排列,从而形成空间网状结构——晶簇,通过Diamond软件旋转晶胞,从不同角度观察八面体,可以发现其基本结构单元八面体是一个畸变八面体,赤平面上4个氧原子并不在一个平面上,而正是这个畸变八面体决定了锐钛的晶胞结构。同时畸变八面体由于分子内存在张力,晶胞密度低于金红石,晶胞内八面体间间距较大,分子有可能转化为更致密的排列方式,因此锐钛是一个亚稳态结构,有转化为稳态的倾向。
金红石晶胞(Ti2O4)中八面体(TiO6)通过共用赤平面内的两条棱连接,多个同样的八面体遵从空间位阻最小的原则,最终以直链状结构形成长链,链与链之间通过共用顶点规则排列,从而形成空间网状结构——晶簇,通过Diamond软件旋转晶胞,从不同角度观察八
面体,可以发现其基本结构单元八面体是一个正八面体,赤平面上4个氧原子在一个平面上,而正是这个八面体结构决定了金红石构型。相对于锐钛而言,金红石中八面体几乎没有张力,分子能量较低,分子呈紧密排列,是一个稳态结构。
对比锐钛及金红石晶胞参数,不难发现,他们主要差别在于晶胞内原子数,晶胞尺寸,晶胞的体积及相应密度,其金红石和锐钛的密度是通过晶胞参数计算得到,和实测密度几乎吻合,引起密度差异的根本原因是构成锐钛和金红石晶格的八面体单元的形状不同引起的。
三、空心玻璃微珠,在ZS-中只是作为一个辅助型材料,用来阻隔少量的被涂层吸收的太阳热。
空心玻璃微珠(Hollowglassmicrospheres)是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠,其主要特点是密度较玻璃微珠更小,导热性更差。它是上个世纪五、六十年代发展起来的一种微米级新型轻质材料,其主要成分是硼硅酸盐,一般粒径为10~μm,壁厚为1~2μm;空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点,它被誉为21世纪的“空间时代材料”。
四、纳米碳管
碳纳米管,又名巴基管,是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,管子两端基本上都封口的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约0.34nm,直径一般为2~20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性,而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。
碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学、化学以及光学性能。
在ZS-中碳纳米管主要起什么作用呢?
碳纳米管具有很高的光电储能能力和很好的光电子场发射性,作为准一维的纳米材料,它具有相当大的比表面积和独特的空心结构,当ZS-涂层表面存在没有被反射出去的多余的光电子就很容易被它暂时储存起来,由于碳纳米管的端口细小且稳定,当储存到一定量时,将会形成隧道连锁传播效应,这些光电子又向着透光的方向被传播了出去。
五、碳化物、氮化物等无机热屏蔽材料
MXene材料是一类二维无机化合物,这些材料由几个原子层厚度的过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成。其化学通式为Mn+1XnTX,其中(n=1–3),M代表早期过渡金属,如Ti、Zr、V、Mo等;X代表C或N元素,Tx为表面基团,通常为-OH,-O,-F和-Cl。目前应用较多的有Ti4N3,Ti3C2Tx等,该材料具有很强的超导性能,为离子的运动提供了更多的通道,大幅提高了离子运动的速度,同时也具有超强的电磁波屏蔽性能,ZS-中加入这些材料后,能形成很强的红外线屏蔽层叠体,这些材料发射的电磁波在涂层表面上形成叠加的红外线屏蔽层,在红外线没有到达隔热涂层时,这些红外线屏蔽层叠加体发射出的电磁屏蔽层就能有效屏蔽大量的太阳光红外线,减少热红外线到达涂层的百分比量。