腻子与建筑涂料新技术
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第一章 绪 论

第一节 概述

一、腻子的功能

1.定义与作用

腻子是用于消除涂料涂装前基层表面孔隙或者其他缺陷的厚质涂料,但一般被认为是一种涂料涂装的配套材料。

腻子一般用在底漆上面,其主要作用是填平基层,为涂料涂装提供理想的底面。尚处于较粗糙状态的基层通过批涂多道腻子,形成较厚的腻子膜。腻子膜经打磨后,变成平整、光滑的表面,为表面涂装涂料提供一个良好的基础,既能够减少涂料的用量,也能够使涂膜具有好的装饰效果。

如果对腻子进行分类的话,腻子的种类与涂料涂装的种类有关。例如,与汽车涂料涂装配套使用的腻子人们称之为汽车涂料腻子、与机械涂料涂装配套使用的腻子称之为机械涂装腻子等。因而,建筑腻子就是与建筑涂料涂装配套使用的腻子,例如墙面腻子、地坪腻子、拉毛腻子等。但除了墙面腻子外,在建筑木质基层涂装使用的腻子、在建筑领域的金属构件涂装使用的腻子等,也都属于建筑腻子的范围。不过,在建筑腻子中,从使用量来说,最大的还是墙面腻子,一是墙面基层通常平整度较差,单位面积腻子的用量大;二是需要涂装使用腻子的建筑物墙面面积大;从品种方面来说,最多的也是墙面腻子。

有必要指出的是,近年来由于建筑腻子品种的增多、功能的扩展和应用场合的变化,有时腻子的概念和传统上的腻子有明显差别,有时仅仅是根据腻子的外观形态(稠厚)和成膜后的厚度而将一些本属于涂料的产品也划归腻子范畴。例如,墙面拉毛腻子,应用于地坪的耐磨腻子,工业墙、地面或其他特殊场合使用的防腐腻子以及防水腻子等,本来都是一种有特殊性能或装饰效果的涂料,但鉴于以上原因或者习惯上的称呼(当然有时也是产品销售的需要),而将其称为腻子。由于本书是把腻子作为论述重点,也就把这些材料作为腻子种类列入本书的介绍范围。

2.对腻子的基本性能要求

腻子品种很多,从腻子的共有特性来说,腻子应具备以下性能:

① 黏稠度合适,易刮涂,刮涂时不卷边,施工性能好;

② 能够自干(有的腻子还要求快干),干透性能好;

③ 触变性能好,干燥收缩率低;

④ 填充性能好,表面细腻;

⑤ 打磨性能好,打磨时不卷边,不粘砂纸;

⑥ 腻子膜有良好的机械强度,具有一定的柔韧性,本身不易开裂,同时能够遮蔽基层的微细裂缝,并抵抗基层微细裂缝大小的变化;

⑦ 与底面漆配套,有良好的防护性能;

⑧ 用于室内的腻子环保性能要好,不能含有(特别是干燥后)对人体或者环境有害的物质。

3.腻子的特性

腻子的性能不同于涂料,从其组成、施工性能、腻子膜性能、经济性、技术性、用量等方面,均具有明显不同于涂料的特性,见表1-1。

表1-1 腻子的基本特性和性能要求概述

二、腻子与涂料工程的关系

对于很多涂料的涂装来说,必须使用腻子才能够得到所需要的涂装效果和涂膜性能。因而,腻子在涂料工程中是很重要的。

1.保证涂膜的装饰效果

对于很多种平面光滑型涂膜(或称之为薄质涂膜)来说,提高基层的平整度、平滑度,往往会使涂膜具有更好的装饰效果。因而,使用腻子提高涂料涂装底面的平整度,是提高涂料装饰效果的有效方法。反过来说,对于那些表面粗糙、质感性强的涂料品种,例如复层涂料、砂壁状涂料和拉毛涂料等,就不需要使用腻子进行配套涂装。

在某些需要显现底材纹理、质地的涂装,例如使用透明清漆对木器进行漏出木材纹理的透明涂装中,透明腻子的使用,不影响木质纹理和质地的显现,大大增强涂装效果,使涂料的装饰性更强。

2.赋予涂料涂装良好的经济性

腻子的使用,能够使涂料涂装于平整、光滑的面层上,从而使单位面积的涂料用量大大减少。另一方面,基层批涂一层一定厚度的腻子膜后,腻子膜遮盖了原来基层的各种颜色,给涂料涂装提供一个颜色基本均匀一致的底面,这能够使涂料在涂装厚度较薄的情况下,满足对基层遮盖的要求,减少涂料的用量和涂装道数。可见,腻子的使用对涂料涂装的经济性具有良好的作用。

3.保证涂膜性能

虽然腻子膜的物理力学性能不如涂膜,但腻子膜对保证涂膜性能仍能够产生良好的影响,特别是在某些特殊情况下更是如此。例如,对于弹性墙面涂料,如果使用弹性腻子,在外力或者其他外部环境作用下涂膜产生体积变化时,腻子膜就能够和涂膜一起产生胀缩,对基层产生裂缝时的遮蔽作用也会更强;再例如,仿树脂幕墙涂装时配套的氟碳涂料专用滑爽腻子、抛光腻子、滑爽抛光二合一腻子等,其组成和性能已经接近面层涂料的性能,对于保证表面涂料的各种性能非常有利。

4.改善涂料施工条件、加快施工速度

一个明显的例子是瓷砖外墙面在翻新涂装时,凿除瓷砖劳动强度大,费时费力,对施工环境也会产生非常不利的影响。而使用瓷砖翻新涂装专用腻子直接在旧瓷砖表面批涂,就免去凿除旧瓷砖之劳作,这能够加快施工速度,基本消除施工时对环境的影响,降低施工费用。

5.增强涂料的装饰效果

有些腻子不是处于涂层下面被涂膜覆盖,而是直接显现出来的,例如仿树脂幕墙涂装时使用的分格缝专用腻子,就能够起到很好的美观作用,而且还能够减缓和防止裂缝的产生,同时还能够起到伸缩缝的作用。

6.腻子对涂料工程的不利影响

除了以上腻子对涂料工程的有利作用以外,腻子对涂料工程的不利影响也是明显的。例如,增加涂装施工的道数和程序,腻子本身常常需要刮涂2~4道;因而腻子的使用会多消耗工时和材料;腻子膜显著降低整套涂膜体系的机械强度,影响涂膜体系的综合性能,例如耐候性、防腐蚀性等。应指出,由于建筑外墙涂料工程对附着强度、物理力学性能要求很高,而腻子的使用会降低这些性能,因而在满足涂装要求的前提下,外墙腻子的使用应越少越好[1],不可为了使用腻子而使用。作者认为,对于外墙面的涂装来说,腻子的基本使用原则是能够不使用腻子尽量不使用。

三、墙面腻子的发展及其功能扩展

1.墙面腻子产品的发展

墙面腻子是和建筑涂料同步发展起来的。在20世纪70年代初期,现代建筑涂料在我国开始出现,在涂装过程中开始使用腻子。那时使用的腻子都是在施工现场于使用前临时配制的。内、外墙涂料使用的腻子配制方法有所不同。外墙使用的腻子采用白水泥、107建筑胶水(聚乙烯醇缩甲醛胶黏剂)、羧甲基纤维素和老粉(重质碳酸钙)配制;内墙腻子不使用白水泥,仅使用107建筑胶水、羧甲基纤维素和老粉配制,有时还直接使用内墙涂料和老粉配制。这种情况一直延续到20世纪90年代末。

随着国家的改革开放,建筑涂料品种增多,用量急剧增大,对涂装质量的要求提高,对工期和涂料工程的施工速度要求都相应提高。现场配制腻子不能满足涂装要求。这时商品腻子开始出现。

当时的腻子绝大多数为膏状,由于原材料的限制,很少有粉状腻子。内墙腻子膏使用107建筑胶水配制,外墙腻子膏则使用聚合物乳液(聚醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸酯乳液等)配制,这时期腻子作为商品刚刚出现,人们特别注重腻子的质量。因而那时绝大多数腻子的质量是很好的。

但另一方面,当时人们对腻子与涂料和封闭底漆等涂膜系统的配套性以及腻子的生产技术还都很陌生,认知的程度还很低。记得当时有一个现代化程度很高的工业厂房,内墙先用溶剂型环氧封闭底漆进行封闭涂刷,然后批涂内墙腻子并施涂涂料。结果涂料施工后不久,就出现严重的脱落现象,重新维修施工仍然出现相同的问题。后来电话问到作者,作者帮他分析是腻子与底漆的配套性问题,亦即腻子的黏结强度低,因为环氧底漆涂膜坚硬光滑,使其表面的腻子难于黏结,当时的腻子黏结强度低,因而产生涂膜脱落的问题(实际上是腻子膜的脱落引起的涂膜脱落)。作者分析了这个原因,并帮他重新设计了高质量的聚合物乳液内墙腻子(成膜物质是聚丙烯酸酯乳液)的配方,施工后就没有再出现质量问题。这个问题在目前来说可能不算是什么技术难题了,但在当时人们对腻子还没有得到充分认识的情况下,这个问题就产生了,并造成一定的经济损失。

到了21世纪初,随着国外醇解度为88%的微细聚乙烯醇(即1788聚乙烯醇、588聚乙烯醇等)粉末和可再分散聚合物树脂粉末(乳胶粉)以及高质量的甲基纤维素醚大量进入我国,粉状腻子开始被使用。与膏状腻子相比,粉状腻子由于具有能够利用白水泥,方便包装、运输等特征,在技术上是一大进步,至少是在产品类型上增加了一大类。在腻子组成上,外墙腻子粉基本上是由乳胶粉、甲基纤维素醚、白水泥、重质碳酸钙、石英粉(砂)等组成的。乳胶粉的化学成分是VAE(乙烯-醋酸乙烯共聚物)树脂或改性的VAE树脂,具有良好的低温柔性和黏结性。普通型内墙腻子粉则是由微细聚乙烯醇粉末、甲基纤维素醚和重质碳酸钙等组成的;耐水型内墙腻子粉则是由微细聚乙烯醇粉末、甲基纤维素醚、灰钙粉和重质碳酸钙等组成的。

与此同时,随着建筑涂装要求的提高和建筑涂料施工技术的进步,为了满足新的涂装要求和与新型涂装体系配套,腻子的品种开始显著增多,出现了许多新品种的腻子,例如用于旧面砖墙面翻新涂装的瓷砖面专用腻子、柔性腻子以及与仿树脂幕墙涂装配套的系列腻子等。同时,由以聚合物乳液为主构成的液料组分和以白水泥为主构成的粉料组分配套的双组分腻子也开始使用。这种双组分腻子在保持腻子膜性能的前提下,可使腻子的生产成本明显降低,并能够利用白水泥。

近年来,我国强制实施建筑节能,原国家建设部优先推广应用外墙外保温技术。巨大量的外墙面都施工了外墙外保温系统。由于外墙外保温系统能够有效地阻止墙面的热量传导,使夏季墙面温度显著升高,这增大了外墙外保温系统中抗裂防护层和饰面层开裂的倾向,对饰面层的抗开裂性能提出了新的要求,使得具有良好抗裂性能的外墙柔性腻子得到较多应用。

另一方面,一些新的要求或新技术的出现,也促进新型腻子品种的出现。例如,针对外墙普遍渗漏的实际情况,我国颁布了《建筑外墙防水防护技术规程》(JGJ/T 235—2011)标准,随着对外墙防水要求的提高,出现了类似于聚合物水泥防水涂料的所谓防水腻子。

目前我国建筑墙面腻子品种已经很齐全,并能够形成系列配套。但是,与腻子发展的初期相比,腻子产品质量明显下降,涂料工程中屡屡因为腻子质量而出现涂膜开裂、起皮甚至大面积脱落等工程质量事故,虽然这个问题的本身不完全是技术问题,但确实给建筑腻子的应用与发展提出新的课题[2]。人们期待着这一反常现象得到改变,腻子产品质量能够显著提高。

2.建筑腻子产品标准的发展

1998年,我国第一个建筑腻子标准《建筑室内用腻子》(JG/T 3049—1998)颁布实施;2004年,第一个外墙建筑腻子标准《建筑外墙用腻子》(JG/T 157—2004)颁布实施。其后,又制定并颁布实施了《外墙外保温柔性耐水腻子》(JG/T 229—2007)标准。

除了这些关于建筑腻子的产品标准外,在关于外墙外保温系统标准《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》(JG 158—2004)中,还对该外保温系统中使用的腻子以“柔性耐水腻子”产品的性能指标作出明确规定。

2009年,根据外墙腻子实际产品质量状况和应用要求以及产品检测情况,在广泛吸取意见的基础上,对JG/T 157—2004外墙腻子标准进行了修订,并颁布了2009版的新标准。

到了2010年,又根据实际情况的变化,重新修编、制定了室内腻子标准,即《建筑室内用腻子》(JG/T 298—2010),用以代替已经使用了10多年的室内用腻子标准JG/T 3049—1998。

同时,随着对外墙开裂、渗水现象的重视,在2009年又新颁布了专门用于外墙找平用的柔性抗裂腻子产品标准,即《外墙柔性腻子》(GB/T 23455—2009)。该标准首次规定了腻子与陶瓷砖之间的黏结强度(标准状态下≥0.5MPa;浸水处理和冻融循环处理后均必须≥0.2MPa),也是我国第一个建筑腻子的国家标准。

总之,伴随着建筑腻子的实际大量、广泛应用,建筑腻子标准相继颁布实施,对于保证腻子产品质量、规范市场产生重要作用。

3.腻子功能的扩展

过去腻子一直被定义为涂料涂装的配套材料,其主要作用是填平基层的孔隙,但近年来随着涂装中出现的对腻子的新要求,以及腻子的大量使用,其功能已经逐步扩展,作用也得到细化,并相应地出现了一些具有特殊用途的功能性腻子。例如,用于抵抗或遮蔽外墙裂缝的柔性抗裂腻子;能够起到装饰功能的装饰性腻子(拉毛腻子)和应用于瓷砖、马赛克表面的瓷砖翻新涂装专用腻子,以及用于修补凹洞的点补腻子、用于平整度较差的墙面大面积找平的粗找平腻子、用于修补洞口的补洞腻子等。这些腻子的功能作用已经和传统上腻子的含义、作用大相径庭,因而也被称之为“功能性腻子”。