涂料标准新解读之合成树脂乳液砂壁状建筑涂料

外墙真石漆作为外墙装饰面一支重要的装饰涂层，每年都有约4%-9%不等的复合增长，市场如火如荼。标准从GB/T9153-1988到JG/T24-2000再到现在JG/T24-2018升级换代，不断优化打磨，弥补不足，提升性能，为这支外墙建筑涂料生力军保驾护航。

在对JG/T 24-2018《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》的标准修订中，加入涂层柔韧性（直径50mm无裂纹）的要求。虽然这只是在标准中加入一句有柔韧性要求时测试，在实际操作过程中，特别是针对集采项目，基本上都要满足其技术要求。

从涂料涂层的角度来说，好的涂层应该既要有好的粘结强度又要有好的柔韧弯折性，避免应力收缩、冷热循环和与基层膨胀系数不一致产生的开裂现象，这会导致对基层的装饰性和保护性能变差。

另外，标准中对粘结强度也进行较大幅度的修改，把湿膜厚度1mm调整成2mm，浸水后的粘结强度修改成冻融（冷热）循环5次后的粘结强度；把标准状态下粘结强度的技术指标值从原来的0.7Mpa下降到0.6Mpa。然而按照修改后现在的标准JG/T 24-2018《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》，大家在送检时发现自己做出来的真石漆标准状态下的粘结强度普遍都变低了，其粘结强度一般处于卡线状态，有时候还过不了标准。

有人疑问为什么我们原来的真石漆粘结强度都非常高，现在每次测试其粘结强度都变低？按道理标准中强度下降0.1Mpa应该更容易过标准，为什么现在反而有时候过不了其粘结强度的标准呢？有时候在测试其冻融循环后其粘结强度还比标准状态下的粘结强度还高呢？那么造成这样的一个情况到底是什么原因造成的？实现真石漆的柔韧性主要与哪些因素有关？
针对上面的种种疑问，本文将通过几组试验来论证以下的逻辑关系：

成膜助剂的添加量对标准状态下粘结强度和柔韧性的影响（其实成膜助剂的品种对对当下的标准的检测方法影响也是比较大的，这里不对成膜助剂的品种进行论述）；
标准状态下粘结强度与制模厚度的关系（原标准1mm，修改后2mm）；
标准状态下的粘结强度与养护时间的关系；
外墙真石漆能不能够实现真正的粘结强度和柔韧性的平衡；
标准状态下的粘结强度与制模方式（即批刮形式不一样，如约45度角斜批和将近180度角压实批）的关系。

 

实验部分

合成树脂乳液砂壁状建筑涂料以合成树脂乳液为主要粘结剂，以砂粒、石材微粒、特种岩片或石粉为骨料，在建筑物和构筑物表面形成具有石材、砂岩等质感效果的饰面涂料。在实际施工中，砂壁状涂料（即真石漆）它是一种复合涂层体系，一般由底涂料、主涂料、面涂料组成。底漆用于封闭基材、防止泛碱盐析、增强主涂与基材附着能力或渗透基层加固基材的涂料；主涂料用于底涂层上，形成石材、砂岩等质感效果的涂料；面涂料用于主涂层上，对主涂料起到增强防护、提高装饰效果的作用，延长主涂层真石漆的寿命。

 

表 1、主要的实验和检测仪器

 

底漆
对真石漆底漆要求不光具有优异的抗泛盐碱性，还要具有承上启下，抗美纹纸撕裂的作用，提高功效，同时还能够有效的节省主涂料的用量。

 

表 2、配套底漆测试配方

表 3、配套底漆部分主要性能测试结果

 

罩面漆
从真石漆涂层综合考量来说，主涂料是“灵”，其罩面漆就是其“魂”。但现实中许多工程都把这个“魂”搞没了，其最主要的原因是从底到面的搭配不合理，再加上施工管理的不规范，罩面漆变成类似于放大镜，放大了真石漆施工后存在的缺陷（比如大花脸），无法交付验收。随着市场竞争的白热化，主涂料的乳液添加量越来越少，问题也越来越多，有一种饮鸩解渴感觉，不易于行业长期可持续发展。罩面漆不仅要具有优异的耐水、耐碱增强防护功能，更要突出的耐老化和耐沾污功能，从而提高涂层装饰性和持久靓丽效果。为了避免罩面漆产生的光污染造成花脸，在选材上尽量做到哑光效果，最好做到全角度。

早期通过新旧标准的磨合和大量的试验论证，业界初步认为，纯丙真石漆用的乳液Tg设计都比较高，标准状态下的粘结强度都没有问题，但普遍存在问题是柔韧性难过标准。为了论证成膜助剂的添加量对标准状态下粘结强度和柔韧性的影响，在配方设计上所选用的材料和添加量都是以目前当下主流要求来设计验证，乳液选用巴德富最为经典的纯丙真石漆用的乳液RS-706T，添加量为12%。同时我们也添加一组不添加成膜助剂做成的真石漆，看看能不能达到真正的粘结强度和柔韧性的平衡，使其具备相对较好的涂层。 （配方及主要性能见表2~6）按照JG/T 24-2018标准复层的要求制模测试结果（表7）以及有底无面的要求制模测试结果（表8）。

随着成膜助剂添加量的增加，标准状态下的粘结强度降低，其柔韧性就相对越好。当加到乳液量的9%，按照标准测试Ø50不开裂，满足其柔韧性要求。其主要原因是成膜助剂被用作为增塑剂，从而变相降低热塑性丙烯酸Tg值，提高热塑性丙烯酸塑性。为了避免成膜助剂对涂料VOC的影响，造成严重不合格问题，通常大家在设计配方会使用类似与醇酯十二(2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯)结构的成膜助剂。这一类成膜助剂初沸点约（沸程760mmHg柱）255℃，蒸发速度为（醋酸丁酯=1）0.002。因挥发速率低，在其养护干燥时间内会残留在涂层中。加得越多残留在漆膜中就相对就越多，其漆膜的粘结强度相对变低，柔韧性也就会越来越好。如果在短时间内成膜助剂没有挥发出来，再加上罩面漆本身密封性比较好，其成膜助剂挥发时间就相对更长。这样对漆膜的早期粘结强度和柔韧性就会有一定的影响，从而不能够真实的反应出漆膜粘结强度和柔韧性数据。

在配方7中，没有添加任何成膜助剂，采用一种零成膜的乳液加上弹性乳液替代传统型真石漆乳液加成膜助剂的做法，其粘结强度和柔韧性都能够满足Ø50不开裂的技术要求，漆膜吸水量也远低于标准要求值。RS-722是采用巴德富两大平台技术制备而成的一款纯丙零成膜真石漆乳液。第一技术平台为低温成膜技术，采用“微”相分离技术及结合“幂”级核壳工艺设计，赋予乳液优异的低温成膜性、制备的真石漆漆膜会具有优异的早期强度、耐水白性和骨料包裹性。第二技术平台为易调色技术平台，极大提高真石漆生产时的调色效率，减少电耗和提高生产功效。

依据JG/T 24-2018标准中2mm制模方法，采用根据产品说明中规定的用量将底涂料涂布于面积70mm×70mm砂浆块表面，经（1～2）h 干燥（指触干），在硬聚氯乙烯或金属型框置于底涂层上面，将主涂料填满型框（面积 40mm×40mm），用刮刀平整表面，立即除去型框，在标准环境下养护 7d。再把产品说明中规定用量的面涂料涂布于主涂层上面， 在标准环境下养护 7d。

 

表 4、配套哑光罩面漆测试配方

表 5、配套罩面漆部分性能测试结果

而在JG/T 24-2000标准中1mm制模方法，将硬聚氯乙烯或金属型框置于70mm×70mm×20mm砂浆块上，将主涂料填满型框（面积 40mm×40mm），用刮刀平整表面，立即除去型框，在标准环境下养护14d。

 

表 6、主涂料测试配方

 

这两种粘结强度的测试的区别，不光是膜厚的区别，还有一个最大的区别——一个配套有底有面，一个无底无面。这两种区别，对粘结强度的影响有多大，其真正的原因在哪里？是膜厚还是干燥不充分造成的？

取RS-706T制备的真石漆配方1、配方6和配方7（RS-722+9699A）按照上面两种制备方式测试其粘结强度。另把2mm有底有面在标准环境下养护时间加长到2个月后测其粘结强度的变化情况。柔韧性采用150mm×70mm×（0.2～0.3mm的）马口铁板、主涂料真石漆湿膜厚度2mm，养护14d，按照GB/T 1748 的规定进行测试。

为了论证这个柔韧性是真柔韧性还是因为干燥不充分，抑或是成膜助剂挥发慢作为增塑剂，我们选择RS-706T的配方1、配方5、配方6和配方7（RS-722+9699A）经过上面标准测试其柔韧性有没有问题。现针对这4个配方制模分别在标准环境下养护1个月、2个月和3个月时其漆膜柔韧性的变化情况，测试结果见表9。

 

表 7、按照 JG/T 24-2018 标准复层的要求制模测试结果

表 8、按照 JG/T 24-2018 标准有底无面的要求测试结果

 

不管是有底有面或无底无面，涂层1mm的漆膜的粘结强度都比2mm的漆膜粘结强度高；60天后的粘结强度同1mm的无底无面的粘结强度相当，这个才是该复合涂层真实的粘结强度。

 

表 9、配方 1、配方 5、配方 6 和配方 7 的漆膜柔韧性变化情况

表 10、标准状态下不同批刮方式的粘结强度测试结果

只有配方7的不同涂层其粘结强度差异不是很大，也只有配方7在90天后乳液不开裂。这也进一步论证成膜助剂对柔韧性和粘结强度的影响。

标准的测试方法的重现性是标准最需要考量的地方，也是标准的核心。接下来取RS-706T制备的真石漆配方1和配方6。制模方式不一样（即批刮形式不一样），制模时如一组采用约45度角斜批刮和另一组采用将近180度角压实批刮，来看看其标准状态下的粘结强度与制模方式是否有某种关系？

批刮方式不一样的标准状态下粘结强度测试结果见图1和表10。

 

图 1、标准状态下不同批刮方式对粘结强度的影响。

制模方式的不同其粘结强度也是略有差异，约45度角斜批刮制备的漆膜表面相对毛躁，约180度角压实批刮制备的漆膜相对平整密实，按照常识理解压实批刮理应漆膜的粘结强度会高，但从测试结果来看，表面毛躁的漆膜反而略高，唯一能够解释的就是毛躁的漆膜在规定时间内干燥相对略充分点，越靠近该漆膜的真实粘结强度。

 

总结

标准是产品的指引和航标：标准中的技术参数和检测结果要真实反应该产品所具备性能、呈现的装饰效果、社会属性和赋予独有的价值意义。标准制定者既要考虑其产品特点所具备的价值（如性能上真石漆以应具备粘结强度和柔韧性的平衡，耐老化后产品性能的持久性和保持率要高），又要避免某些投机取巧（如确认真石漆产品中有机物的含量），同时还要考虑未来的产品定位和发展方向。

创新是行业可持续发展方向和未来：卷无可卷就要痛定思痛，鸡蛋从外打破是食物，从内打破是生命。如何把该类产品做到低碳、节能、环保、高品质可持续发展，成为建筑涂料行业下一个风口，是标准制定者、行业协会以及各涂料企业大佬需要深思远虑和共同努力的方向。在创新上巴德富人从不敢懈怠，始终保持对行业有一颗敬畏之心，先后推出优质型低碳零成膜真石漆乳液RS-9998，换技术赛道的第一代低碳轻彩石RS-8300+RS-3900和更具备鲜明特质（零成膜、低粘度、高韧性、质感强）第二代低碳轻彩石RS-2866+RS-3866组合。

 

作者：左柒零、易其磊、连坤、曹雪东
          江苏巴德富科技发展有限公司

 

来源：荣格-《涂料与油墨—中国版》

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