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发布时间:2023-12-19 02:20:47 阅读: 来源:戒指厂家

我国功能性建筑涂料的应用与发展

我国功能性建筑涂料的应用与发展

2003年10月23日

我国功能性建筑涂料的种类 功装备直接配备反力架装置能性建筑涂料除了像普通建筑涂料那样具有装饰

功能外,还能起到某种功能作用。一般认为,功能性建筑涂料包括防火涂料、防水涂

料、防霉涂料、防结露涂料、防蚊蝇涂料、绝热涂料、超耐候性(耐沾污)涂料和弹性

涂料等,这些涂料分别能够起到防火、防水、防霉、杀灭卫生害虫、保温隔热和遮蔽

墙体裂缝等功能。除了这些涂料以外,为了满足建筑涂装的某些功能要求,过去工业

涂料领域使用的一些功能性涂料经过性能上的改进,近年来也在建筑涂料领域得到开

发应用,成为新的功能性建筑涂料,例如:防腐涂料、防锈涂料、防滑地面涂料、耐

磨地面涂料、弹性地面涂料、可逆变色涂料等。这类涂料拓宽了建筑涂料的应用范

<箱包锁p>围,增大了建筑涂料的实用性,提高了建筑涂料在建筑装饰装修材料中的地位。

我国功能性建筑涂料及其应用 功能性建筑涂料的种类很多,应用场合不同,功

能特性各异,实际需求差别也很大,应用情况更是因种类的不同而有很大差异。根据

已报道的资料和笔者对业内情况的了解,认为近年来功能性建筑涂料的应用具有如下

特征。 功能性建筑涂料的应用数量因其种类不同而悬殊较大。其中,防火涂料、大大提高传感器的丈量范围和丈量精度;防

水涂料、防霉涂料、弹性外墙涂料和耐磨地面涂料以及防腐涂料的用量较大,应用范

围广泛,已经被普遍接受,并成为主要功能领域的主导应用材料;而防蚊蝇涂料、可

逆变色涂料、防结露涂料和超耐候性涂料等因涂料本身的性能、成本或者应用功能领

域中其他类材料的竞争等因素,应用得不够广泛,数量也不大。

建筑防火涂料 火灾的频繁发生引起人们对防火安全的高度重视。由于建筑结构

的某些部位,防火涂料的应用能够满足有关《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑

防火设计防火规范》和《石油化工企业设计防火规范》等设计规范的防火要求,能够

发挥可靠的防火功能以及因为成本、施工便易性、结构空间的限制或约束等因素,防

火涂料已成为建筑钢结构、混凝土楼板、木质隔墙等的主要防火材料,而在防火设计

中得到首选使用,且多年来这种情况一直盛行不衰。其中,得到广泛使用的是饰面

型、钢结构和预应力混凝土等三大类建筑防火涂料,例如溶剂型膨胀型防火涂料、钢

结构防火涂料、室外钢结构防火隔热涂料、室外钢结构膨胀防火涂料、超薄型钢结构

膨胀防火涂料、木结构乳胶膨胀防火涂料、膨胀型乳胶防火涂料、膨胀型无机防火涂

料等,总计年销售、应用各类防火涂料在2万t以上。钢结构防火涂料用量最大,占总

销售量的2/3。各类防火涂料因品种、用途不同,其价格悬殊也是很大,从2000元/t

到30000元/t不等。 建筑防火涂料的性能特征和功能: ①非膨胀型防火涂料本身难

燃或不燃,遇火时可释放出不燃性或灭火性气体,冲淡、覆盖和捕获因受热而分解的

易燃气体和空气中的氧气,并形成无机釉状保护层,隔绝空气而起到防火和阻燃作

用。 ②膨胀型防火涂料在火焰或高温下可膨胀,炭化形成均匀致密的炭质泡沫层,

使涂膜增厚几十至上百倍,绝热性能急剧增大,隔绝高温和氧气,并因涂层中组分的

分解和熔融等物理化学变化而吸收大量热量以及分解出水、氨等不燃性气体而冲淡空

气中氧气的浓度,从而起到防火作用。

建筑防水涂料 防水涂料因其品种、性能、成本等综合因素,在众多防水材料(卷

材类、刚性结构自防水类和热涂复类)中占据着很大的市场份额,具有防水性能可

靠、寿命长、成本相对较低等特征。特别是双组分聚氨酯(沥青型、焦油型)防水涂

料,在地下室、外墙、底板、厨卫间等结构部位成为首选防水材料;在屋面也得到大

量应用,且工程应用效果良好。近年来新开发的水性丙烯酸防水涂料也得到较为广泛

的工程应用,尤其是其环保性和健康安全性,受到施工人员的欢迎。

建筑防水涂料的性能特征和功能: ①刚性防水涂料一般为硅酸盐水泥类,并以

适当的有机聚合物乳液进行改性。固化后,有机聚用方向键将焦点移到所需修正的位置按确认键进入状态合物填充在水泥石的空隙中使防水

涂膜致密,增大涂膜的抗渗透性和对于基层的黏结力。 ②有机防水涂料的成膜物质

(如聚氨酯、氯化橡胶、丙烯酸等)其固有性能具有很高的抗渗透性和低温柔性,从而

使涂膜具有良好的防水性能。

防霉涂料 配方中加有足够杀灭各种霉菌和微生物的防霉剂,在涂料成膜后防霉

剂均匀地分布于涂膜中,能够抑制涂膜中的霉菌生长,并杀灭外部侵蚀涂膜的各种霉

菌和微生物,而使涂膜基层具有防止霉菌和微生物侵蚀的功能,防止涂膜长霉。防霉

涂料适用于经常受潮湿和温湿的建筑物内外墙面,如食品、烟草等车间的墙面、顶棚

及地面、地下工程等结构部位。一些常受霉菌侵蚀的饮料厂、食品厂和奶制品的墙

面、天花板等,在使用了高性能的防霉涂料后,受霉菌侵蚀困扰的问题迎刃而解。因

而,在这些场合,防霉涂料已成为其他材料所无法替代的功能性材料,对于生产环境

和食品卫生安全起到重要作用。

防腐、防锈涂料 防腐涂料基料(例如环氧树脂、聚氨酯等)具有很高的耐化学药

品性和对水、气等的阻隔性;所用填料的特殊结构(例如玻璃鳞片),使其在涂膜中重

重平行于基层排列,进一步增大了涂膜的阻隔性。因而,防腐蚀涂膜因屏蔽、缓蚀或

其他作用而起到对基层的保护作用。防锈涂料体系因物理作用能够阻止锈蚀介质和金

属表面的接触;防锈颜料因化学作用能够对基层钢铁产生电化学保护作用,或者能把

活性锈蚀转化为无害的或具有一定保护作用的络合物或螯合物。 防腐、防锈涂料在

防腐、防锈工程中一直起着重要作用,建筑防腐、防锈是防腐、防锈涂料新开发的应

用领域,而涂料本身在性能上也进行了改进,使之更适合于新的用途。防腐、防锈涂

料在建筑防腐、防锈中也越来越显示其综合的技术经济性能优势,在钢结构防腐、防

锈、混凝土输送管道防腐、污水处理设施和一些储存容器的防腐、防锈中的应用,伴

随着功能需要和新型高效防腐涂料的研究开发而越来越多,成为功能性建筑涂料的后

起之秀。

功能性地面涂料

防滑地面涂料 防滑地面涂料中的填料是防滑粒料,例如氧化铝防滑粒料,其颗

粒形状不规则,且质地极硬、耐磨。涂装成膜后棱角稍突出于表面,呈微浮雕型,纵剪机机

械地赋予涂膜表层适当的粗糙度,阻止第二个面在涂膜上的移动,产生防滑功能。涂

膜经使用而受到磨损时则因更多的防滑粒料露出棱角而使涂膜的摩擦系数增大,防滑

效果更好。适用于人行道、车厢、化工环境、体育场跑道、码头、宾馆大厅和钻井平

台等容易引起滑倒摔伤的场所。

耐磨地面涂料 耐磨地面涂料基料由硬度很高的环氧树脂构成,并以石英粉和重

晶石粉等高硬度的粉料为耐磨填料,因而涂膜的硬度高,具有优异的耐磨损、抗机械

冲击以及耐酸、碱、盐等化学侵蚀和汽油、机油、柴油等油类的侵蚀,且涂膜对基层

有很高的黏结力。适用于耐磨、耐腐蚀等特殊性能要求的工业车间和仓库的地面。

弹性地面涂料 弹性地面涂料的基料是由聚氨酯弹性预聚体和含羟基组分构成

的,预聚体组分和含羟基组分在涂装前均匀混合,涂料的两组分因反应而固化成膜,

涂膜具有很高的弹性以及抗划伤性、耐腐蚀性、耐油性和耐磨性等。适用于会议室、

体育运动场所;跑道和工业厂房有弹性要求的耐磨、耐腐蚀地面。 功能性地面涂料

(耐磨、弹性、防滑涂料等)的应用日益增多,这是因为随着工业生产发展的需要、工

业技术水平提高,功能性涂料所具有的技术经济综合性的竞争力而深受设计、施工和

使用者的青睐。例如,环氧树脂耐磨地面涂料,用于工业地坪,具有地面整体无缝、

容易清洗、耐磨损、抗机械冲击、耐酸、碱、盐等化学品的腐蚀、耐汽油、机油和柴

油等的侵蚀,且色彩丰富,美化工作环境。聚氨酯弹性地面涂料在人行天桥、体育场

馆和有弹性要求的工业车间也是尽得先机。 我国功能性建筑涂料的应用与发展(下)

防结露涂料 防结露涂料的干密度较低,涂膜中含有大量的吸湿性很强的轻质填

料,涂膜中分布着大量密集的连通空隙,能够吸收凝集于涂膜表面的水分而防止结

露。吸附的结露水在空气条件发生变化时会从涂膜中蒸发出去。涂膜的防结露能力与

其吸湿性能和涂料的涂覆厚度有关。适用于对温度控制较严的各种计算机房、仪器、

仪表车间、高级病房等的墙面和顶棚等。防结露涂料虽然具有很好的性能,但由于实

际需求的限制和竞争材料的冲击,应用得不多。

超耐候性涂料 超耐候性涂料往往采用具有超耐候性的氟树脂作为基料,并采用

纳米粉料或涂料自动分层等现代涂料制造技术,使涂膜具有超耐候性和高耐沾污性

等。 超耐候性涂料是高性能、多功能的外墙涂料,具有长耐久性、高抗沾污性和杀

菌性等,其中以氟树脂涂料的应用最多,在我国已有一些应用非常成功的工程范例,

例如北京国际机场、上海浦东机场和东方明珠电视塔等。氟树脂涂料的发展应用目前

正处于增长阶段。

绝热涂料 绝热涂料的干密度较低,涂膜中含有大量的封闭空隙。涂膜的吸湿性

很小,导热系数很低。因而,涂料涂覆于墙面上,能够阻隔建筑物内外热流的传递,

增大涂膜的热阻,提高被涂覆部位的保温隔热性能。与其他绝热材料相比绝热涂层的

整体性好,没有热桥。适用于各种需要温度控制和实现建筑节能的工业与民用建筑的

内墙面。

防调查清债蚊蝇涂料 防蚊蝇涂料中加有足够量的卫生杀虫剂(如二氯苯醚菊酯),涂装后

能够缓慢地从涂膜中释放至涂膜表面,通过触杀机理而杀灭与涂膜接触的卫生害虫,

如蟑螂、蚊子、苍蝇等,并防止卫生害虫在涂膜表面孳生。适用于医院、宾馆、办公

室;公共厕所、仓库、车船、饭店等公共场所以及民用住宅的内墙面。

弹性外墙涂料 弹性外墙涂料基料(乳液)具有很低的玻璃化温度,树脂的大分子

在结构上能够高度卷曲,而分子间的结合力则很弱,故在外力的作用下容易变形,外

力除去后变形消失。这种外力-变形间的关系使涂膜具有很高的弹性,因而在基层变

形时,涂膜可在一定程度上变形而不被破坏,从而遮蔽基层裂缝,起到防水、防渗和

保持装饰效果的作用。适用于外墙面、屋面、卫生间、地下室外墙等建筑结构部

可逆变色建筑涂料 无机可逆变色建筑涂料加有可逆变色的无机颜料,例如钴

盐、镍盐等,温度升高时失去结晶水而改变颜色,冷却后又能从空气中吸收水分结合

结晶水而恢复原来的颜色;有些无机颜料则因温度变化时发生晶型转变、配位体几何

构型变化等产生颜色的变化。涂料中颜料的这种变色能赋予涂膜在处于不同温度时显

示不同的颜色。适用于娱乐场所、酒店、宾馆、餐厅及家居内、外墙面和某些特殊要

求的工业场所。

功能性建筑涂料的发展及认识 功能性建筑涂料在开发研制新品种、新的应用领

域和提高生产与应用水平等方面得到很大发展。 防火涂料的发展近年来主要集中在

开发一些高性能或者环保型品种上,例如水性膨胀型防火涂料、超薄型钢结构膨胀防

火涂料、无机膨胀型钢结构防火涂料、预乳化硅氧烷改性的水玻璃基水性膨胀型防火

涂料等。 防火涂料的发展方向,一是以发展水性防火涂料为主,尽量减少或避免因

生产、施工或燃烧造成的环境污染和人身危害;二是寻求高性能的自膨胀树脂,以及

在涂料中使用增强材料,以确保涂层膨胀后能长时间耐火隔热而不脱落;三是既要重

视防火性能、理化性能和使用性能的研究,也应重视提高生产技术水平和施工技术水

平的研究,以保证产品和涂层的质量,提高产品的性能。 防水涂料的发展是在淘汰

旧有品种的基础上研发新品种,并不断对新品种的不足进行改进。例如,双组分聚氨

酯涂料过去一直是煤焦油型的,但煤焦油的组分很复杂,且因煤种和炼焦工艺的变化

而出现较大差异。煤焦油没有固定的分子结构,因而在煤焦油聚氨酯涂料的生产中没

有稳定的配合比,产品质量难以保持稳定。此外,煤焦油的毒性使之在生产、施工过

程中污染环境,危害健康。另一方面,石油沥青的耐老化和防水性能极好,用其取代

煤焦油制备防水涂料除解决以上问题外,所生产的防水涂料其耐老化性也得到显著改

善。 水性丙烯酸类防水涂料是近年来发展的又一新型环保型涂料,具有耐老化性

好、对基层的黏结力强、渗透性好、延伸率高、耐高低温,并可配制各种颜色,且生

产技术简单,施工时涂料对基层的含水率要求不严等,特别是复合以硅酸盐水泥后,

使其性能更为优异,生产成本也有所下降。这类涂料代表着防水涂料,特别是屋面防

水涂料的发展方向,即在成本易为市场接受的情况下具有高性能和对环境无污染。

由于广谱高效防霉剂(进口、国产)的开发,合成树脂乳液性能的提高,各种涂料助剂

的综合使用以及超细粉料在涂料中的应用,使得防霉涂料的性能非昔日可比,其生产

与应用技术都更为成熟。对于该类涂料的防霉时效性的研究受到重视。 纳米技术近

年来向各个领域渗透,防霉涂料亦不例外。例如,纳米Ti02具有光催化作用,在涂料

中使用时,能使涂膜中的细菌被氧化而去除。利用这一原理,可以制备新型防霉涂

料。从环保角度出发,研制开发使用无毒的无机防霉剂来配制新型品种的防霉涂料,

是该类涂料发展的新趋势。目前制备无机杀菌剂多采用氟石负载金属离子(主要是银

离子),也有通过将海泡石用热酸进行活化后,获得纳米级活性海泡石,再与微米级

(约1μm)Ti02复合,赋予杀菌功能,再以此为基础制备建筑用杀菌涂料。 弹性外墙

涂料目前得到应用的主要品种是弹性外墙乳胶漆。随着应用技术的逐步增多,一些基

本问题的研究也受到重视,例如产生弹性的原理、不同乳液复合对弹性的影响、填料

对涂膜物理力学性能的影响、影响涂膜遮蔽基层裂缝宽度的因素以及影响涂料其他性

能的因素等。为了使弹性涂料在墙面上使用得更成功,除了研究提高涂料性能以外,

对于涂装技术,特别是配套材料(例如腻子)的研究亦不能忽视。 耐沾污外墙涂料自

从以建筑防尘涂料进行研究以来,人们进行了大量的研发工作。主要技术途径是利用

涂料自动分层原理并结合纳米技术在涂料中的应用,制得一次涂装而得到底层和面层

化学成分和结构不同的涂膜,其面层由有机硅树脂或氟树脂构成,面层涂膜因具有较

高的硬度和较低的表面能而具有异常优异的耐沾污性,底层涂膜则由丙烯酸树脂或由

通过特殊工艺接枝合成、MFT(最低成膜温度)小于5℃的非氟树脂所组成,容易在基层

上铺展并对基层有很强的附着力等,因而涂膜具有高耐沾污性和长耐久性等综合性

能。技术途径之二是开发应用常温固化的氟树脂涂料。例如,大连某公司开发研制的

“振邦漆”氟涂料,作为多功能、超耐久性的外墙涂料,具有优异的抗沾污性和超耐

久性,并认为可以确保20年的使用寿命,已在国内的一些工程上应用。技术途径之三

是通过向涂料中引入低表面能的材料,以改善涂膜的抗沾污性。这类技术可应用于外

墙涂料,更适合于内墙涂料。 业内研究人员近年来针对建筑工程防腐的具体要求,

研制开发出更适合于建筑防腐用途的新型建筑防腐涂料。例如,聚氨酯防腐玻璃鳞片

涂料、建筑防腐橡胶涂料和用于污水工程混凝土内壁的防腐涂料等,在所应用的场合

有着更好的防腐效果。 纳米材料在建筑涂料中的应用又引入了一些新的功能性涂料

品种。例如,利用纳米级TiO2制造能够净化大气的环保型建筑涂料,这种涂料利用

TiO2在紫外光的照射下,产生自由电子-空穴对,它们活化空气中的氧,产生活性氧

和OH自由基,活性氧和OH自由基具有很高的反应活性,当污染物吸附于表面时,就会

与自由电子或空穴结合而发生氧化还原反应,达到消除空气中NOx的目的。 4 结语

综上所述,功能性建筑涂料种类很多,其发展与应用对建筑涂料的影响很大。正确地

应用这类涂料,能够取得很好的经济效益。应该充分发挥各类功能性建筑涂料的优

势,提高现有涂料品种的性能,研发新品种,促进建筑涂料的技术进步。

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