第四节 建筑腻子生产技术简述
一、建筑腻子的外观形态
建筑腻子的生产非常简单,是常规的物理混合过程,一般情况下不涉及化学反应。因而,这里以很小的篇幅简述建筑腻子的生产过程。
建筑腻子的生产技术(包括生产设备、原材料和生产程序等)和其形态有直接关系,外观形态不同,生产使用的设备不同,生产工艺也不同。因而,简述建筑腻子的生产技术之前,应先简介建筑腻子的外观形态。
根据建筑腻子产品外观形态的不同,可以分为三种,即粉状腻子、膏状腻子和由粉料组分与液料组分构成的双组分腻子[7],不同形态腻子的特征如表1-4所示。
表1-4 不同形态腻子的性能特征
二、建筑腻子配方的确定
概而言之,腻子产品的配方确定应该是根据产品的用途和性能需要(或标准规定的性能指标),按照性能-成本最佳化的原则、采用反复试配、逐步接近目标的方法进行设计、试配和确定。即,按照产品标准规定的性能指标,根据已有的生产或研究经验,设计系列配方进行试配,通过试配样品的性能检验结果和成本计算,确定出最佳配方[8]。
1.确定配制腻子的原材料
以普通外墙腻子(P型)的配方确定为例,就是要先了解使用环境对外墙腻子的性能要求和现行产品标准情况、现行市场原材料供应状况、腻子产品的包装方式等;其次是根据所掌握的腻子配方,先设计出一个基础配方。根据基础配方中的主要原材料与腻子主要性能指标的关系,以一两种材料作为改变量,再设计一组配方。试配后根据结果选取满意的或相对好的配方,调整后再次进行配方设计和配制试验。如此反复进行,直至得到满意结果为止。
配方设计首先是确定腻子的成膜物质,根据外墙腻子的性能要求,可以根据腻子的形态(膏状或粉状),选取乳胶粉或聚合物乳液。成膜物质的种类和用量直接决定JG/T 157—2009中P型外墙腻子质量指标的吸水量、腻子膜柔韧性、动态抗开裂性和黏结强度等性能。
2.确定主要原材料的基本用量
乳胶粉或聚合物乳液都有VAE(乙烯-乙酸乙烯共聚物)和聚丙烯酸酯两种。在粉状腻子中选用乳胶粉时,应尽量选用玻璃化温度低的产品,且应有一个基本的用量限制才能够满足标准规定的性能指标和实际的使用要求。例如,若以满足100mm弯折无裂纹的柔韧性指标来说,则使用乳胶粉时,其用量不应低于7%;使用聚合物乳液时,其用量不应低于11%。
填料细度(粒径)影响成膜物质的用量,腻子与涂料不同,选用填料时应尽量选用粒径大些的。200目细度的填料是多数腻子(粗找平腻子除外)组成中的主要成分。其原因在于:一是能够减少黏结填料所需要的基料的用量;二是能够降低腻子中的填料的成本;三是能够降低腻子膜批涂后的干燥收缩,防止腻子膜的初期干燥开裂。
除了腻子膜的物理力学性能外,腻子的施工性能是非常重要的。施工性能的改善是通过添加甲基或羟乙基纤维素醚解决的。纤维素醚的用量也应该有合理的用量才能够满足易批刮和适当的干燥时间要求。根据作者的经验,这个下限用量应以0.4%为宜。
3.试配制样品
配制试验时应注意各种材料的称量精度,且称量应准确。对于用量很小的助剂应该有更高的称量精度。配出的腻子样品应达到均匀分散状态,稠度以易于批刮为准。若气泡(泡沫)多说明配方中需要使用消泡剂。
4.样品性能检验和配方调整
应先对样品的主要性能进行检验。腻子膜的柔韧性是较难满足要求的主要性能指标,而且检验方便,因而可先检验该指标,待其合格后再检测吸水量、动态抗开裂性和黏结强度等项目。
对检验结果进行分析、比较后,得到相对满意的配方,在该满意配方的基础上再次进行调整并试配。
根据对腻子研究、生产的经验和所掌握的各种知识的不同,这个过程所需要的工作量也不同,一般有经验的人通过几个配方的试配在短时间内就能够得到满意的结果,反之也可能需要进行很大量的、长时间的试验与配制工作。
现在的原材料供应商在供应原材料的同时,往往提供相应的参考配方。有时这类配方可能是配方设计的良好基础,在这类配方的基础上进行配方的确定,工作量可能要小得多。
三、建筑腻子生产工艺简述
建筑腻子的生产是和其外观形态直接相关的,不同形态的腻子需使用不同生产设备采用不同的生产工艺进行生产。如前述,建筑腻子有粉状、膏状和由粉料组分与液料组分构成的双组分腻子三种。不管是哪类腻子,其生产过程都是物理混合过程,即将腻子组成材料中的各种物料混合均匀的过程。
1.粉状建筑腻子
(1)简述 粉状建筑腻子的生产过程虽然也是将各种物料均化的物理过程,但其最显著的特点还在于在生产过程中需要涉及大量的粉体材料,而且这些粉体材料在性能和用量上都可能悬殊很大,例如水泥与重质碳酸钙、粉煤灰以及各种助剂等,有的在1t产品中的用量是几百千克,有的只是几千克或零点几千克。为了保证这些原材料能够混合得均匀,就需要采取一定的工艺措施,或者在原材料投料时从顺序上予以注意。
粉状建筑腻子的生产工艺非常简单。简言之,就是将各种粉体材料投入粉料混合机中混合均匀。但在投料时,应先投数量较大的原材料品种,再投用量少的。否则,如果先投用量较小的原材料,则很少的一点材料有可能落在某个角落或混合的死角而无法混合均匀。如果这种用量很少的原材料能够对产品的性能产生显著影响的话(例如乳胶粉或者纤维素醚),则这无疑会对产品的质量产生严重影响。因而,为了避免这类问题的出现,可以采取相应的工艺措施,即对于产品配方中用量很少的原材料,可以先将其和少量用量大的原材料混合均匀,得到已经被混合均匀的混合料。再将该预混合均匀的混合料和其他大宗材料一起投入混合机中混合均匀。
(2)生产程序举例说明 以某外墙粉状腻子为例[9],该腻子的配方组成中含有白水泥、乳胶粉、石英粉、重质碳酸钙、甲基纤维素醚、膨润土、分散剂和消泡剂等原材料。生产时,先将膨润土、乳胶粉、甲基纤维素醚、分散剂和消泡剂等含量少的原材料和适量的白水泥或者重质碳酸钙进行预混合,再将预混合后的混合料投入粉料混合机中,与白水泥、石英粉、重质碳酸钙等一起混合均匀,即成为成品外墙腻子粉产品。
上述物料预混合使用的混合机不同于普通干粉建材(如粉状涂料、粉状砂浆等)生产使用的设备。它应是一种混合均匀度高,能够对粉料中的粒、团产生一定破碎作用的混合机。使用这种设备更容易将腻子配方组成材料中少量关键材料首先得到充分分散混合,这种预混合作用对于产品的质量有一定的影响。
2.膏状建筑腻子
(1)简述 膏状腻子的生产也是采取一定的工艺措施将各种原材料进行均化的过程。该类腻子在生产时一般情况下直接将各种原材料投入捏合型搅拌机中,通常是先投入液体类材料(例如水、聚合物乳液或者其他胶黏剂),后投入固体类材料,然后搅拌均匀,最后调整黏度并进行消泡即可。
(2)生产程序举例说明 以某柔性聚合物乳液膏状外墙腻子为例,该腻子的配方组成中含有水、羟乙基纤维素、氨水、重质碳酸钙、石英粉、碱激活触变型增稠剂、弹性聚合物乳液,以及分散剂、防霉剂、消泡剂和防冻剂等助剂。
其生产程序是:先向捏合机中投入水和羟乙基纤维素,分散均匀后投入氨水搅拌,并搅拌至羟乙基纤维素溶解成胶液。接着,投入防霉剂、分散剂、消泡剂和防冻剂搅拌均匀后投入弹性聚合物乳液搅拌均匀。再投入石英粉和重质碳酸钙搅拌均匀。最后,将碱增稠触变型增稠剂用一到两倍的水稀释后,以细流状缓慢投入捏合机中,搅拌均匀,即得到成品柔性乳胶外墙腻子。
3.双组分腻子
(1)简述 双组分腻子是分别生产出粉料组分和液料组分,再将二者配套包装。由于液料组分往往黏度很低,因而只是通过简单的搅拌即能够均匀。粉料组分的生产则是和粉状腻子一样的程序。此外,双组分腻子的两个组分的配合包装也很重要,准确与否直接关系产品质量。
(2)生产程序举例说明 以某双组分外墙腻子为例,该腻子的液料含有弹性合成树脂乳液、防霉剂、消泡剂和防冻剂等;粉料组分含有甲基纤维素醚、膨润土、石英粉、重质碳酸钙和白水泥等。
液料的生产是将消泡剂、防霉剂、防冻剂和水投入搅拌罐中搅拌均匀,再加入合成树脂乳液搅匀即可作为液料组分包装。
粉料的生产是将甲基纤维素醚、膨润土和少量的石英粉在预混合机中混合均匀,再将预混合料和石英粉、重质碳酸钙及白水泥在混合机中混合均匀,即可作为粉料组分包装。
双组分腻子产品是液料、粉料分开包装。液料和粉料的包装重量是按预先设计好的液料-粉料比称重配套的。比如,液料∶粉料=1∶3,则可按粉料30kg、液料10kg包装配套;或者按粉料15kg、液料5kg包装配套。若液料∶粉料=1∶4,则可按粉料20kg、液料5kg包装配套。
四、建筑腻子的产品标准
产品标准对于生产企业来说是非常重要的,直接关系到生产配方的确定、产品质量和生产成本的控制等。因而,作为建筑腻子的生产企业来说必须熟悉现行标准,深刻理解标准的内容,掌握标准规定的检验周期和具有标准规定指标检验能力的法定检测机构,完备标准规定的出厂检验项目所需要检验设备和检验条件。
由于建筑腻子对于涂料工程的重要影响,其应用受到重视,产品标准随之逐步配套。目前具有的腻子产品标准及其适用范围如表1-5所示。
表1-5 建筑腻子产品标准及其适用范围