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0 引 言

回南天是我國南方在春季常見一種天氣返潮現(xiàn)象，它的產(chǎn)生原因是受北方冬季寒冷空氣影響室內(nèi)墻壁和天花板都處于冰冷狀態(tài)，當遇到從南邊吹來的溫暖且濕潤海風時，空氣中接近飽和的水汽便會在冰冷的墻壁和天花板上凝結(jié)成霧滴，從而到處呈現(xiàn)出一片“濕答答”的現(xiàn)象 。

現(xiàn)在家居室內(nèi)墻壁和天花板普遍會涂刷內(nèi)墻乳膠漆，在回南天時漆膜上易凝結(jié)出大量露水。然而，等到回南天結(jié)束，漆膜表面露水揮發(fā)干燥后，容易產(chǎn)生高光澤的斑點（像人的淚痕一樣），有的漆膜甚至會滲出粘稠狀的黃色油狀物涂料在線coatingol.com。回南天引起的內(nèi)墻乳膠漆析出亮斑淚痕非常影響室內(nèi)墻面的美觀，給人們帶來很大的困擾。因此，本研究將深入探索回南天內(nèi)墻乳膠漆淚痕弊病的產(chǎn)生原因，并從涂料配方設(shè)計、涂料制造工藝以及涂料施工配套等方面提出解決該問題的方法。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

所用相關(guān)配套的底漆和面漆均來自三棵樹涂料股份有限公司，而所用原材料均來自三棵樹涂料股份有限公司的各個供應(yīng)商。各類材料的廠家 1~22 分別為陶氏化學(xué)、巴斯夫、萬華化學(xué)、巴德富、羅斯夫、廈門鑫連發(fā)、石大勝華、索爾維、阿克蘇諾貝爾、科萊恩、伊士曼、Chemoxy、生興行、圣諾普科、汽巴化學(xué)、內(nèi)蒙古超牌建材、合浦中成高嶺土、雙潤化工、滁州格銳、四川龍蟒、晶福和三棵樹涂料股份有限公司。

1.2 實驗儀器與設(shè)備

用于模擬測試內(nèi)墻乳膠漆在回南天時出現(xiàn)淚痕弊病的裝置如圖 1 所示 ，內(nèi)部為帶有塑料蓋和支撐柱的塑料盒立在塑料槽中間，外部為墊在 4 個墊塊上的透明罩子，其中塑料盒內(nèi)裝有冰水混合物，而塑料槽內(nèi)裝有常溫水。

分散機（EN630）：上海天辰現(xiàn)代環(huán)境技術(shù)有限公司；線（BGD212）：標格達精密儀器(廣州)有限公司；烘箱（FD240）：德國Binder。

圖1 回南天內(nèi)墻乳膠漆淚痕弊病的測試裝置示意圖

1.3 實驗測試方案

具體測試步驟為：（1）用100 μm規(guī)格的線棒將待測內(nèi)墻乳膠漆涂布在金屬片表面，在室溫下干燥 2 h后放入50 ℃烘箱干燥6 h，然后取出冷卻至室溫；（2）取下測試裝置的透明罩子，將已涂覆待測內(nèi)墻乳膠漆膜的金屬片上半部分緊貼在塑料盒側(cè)面上，將金屬片涂覆漆膜面朝外，再蓋回透明罩子（如圖1所示）；（3）當緊貼塑料盒的金屬片漆膜上半部結(jié)出水珠并流至下半部分時，立即取下金屬片并懸掛在大氣環(huán)境中自然干燥 24 h；（4）通過觀察金屬片漆膜中高光澤析出物量的多少，對不同內(nèi)墻乳膠漆回南天析出的淚痕弊病嚴重程度進行評分，分值為 1~10 分，分數(shù)越高，表示淚痕弊病越嚴重。

1.4 實驗測試配方

所用內(nèi)墻乳膠漆的參考配方見表1。

2 回南天淚痕原理分析

內(nèi)墻乳膠漆在回南天天氣出現(xiàn)淚痕弊病的產(chǎn)生機理如圖2所示：在回南天高濕度環(huán)境下的墻面產(chǎn)生凝水或結(jié)露時，乳膠漆漆膜內(nèi)的親水性有機物（乳液內(nèi)乳化劑、潤濕劑、分散劑、防凍劑、成膜助劑等）會被表面停留水溶出并遷移到漆膜表面，當水分完全揮發(fā)后便會富集并在漆膜表面析出，光澤比其他區(qū)域高，形成了光亮淚痕。由回南天乳膠漆淚痕弊病的產(chǎn)生機理可知，淚痕嚴重程度的關(guān)鍵因素在于水珠對漆膜內(nèi)小分子組分的萃取過程如圖 3 所示。由式（1）可知，該過程的萃取效率則取決于小分子組分在樹脂聚合物-顏填料相與水相之間的分配系數(shù) K ，即小分子組分的分配系數(shù) K 越大，則乳膠漆的回南天淚痕越嚴重。因此，乳膠漆回南天淚痕影響程度主要取決于以下兩個因素：（1）小分子組分的親疏水性；（2）小分子組分與樹脂聚合物-顏填料組分的結(jié)合力強弱。

圖2 內(nèi)墻乳膠漆回南天漆膜淚痕的產(chǎn)生過程

圖3 水珠對內(nèi)墻乳膠漆漆膜內(nèi)親水性組分的萃取過程

3 回南天淚痕影響因素探索 

本研究分別從內(nèi)墻乳膠漆涂料配方組成成分（乳液、防凍劑、成膜助劑、潤濕劑、分散劑和顏填料）、配方屬性、制造工藝和配套體系（底漆和罩面）4 個方面來探索內(nèi)墻乳膠漆回南天淚痕的影響因素。

3.1 乳膠漆不同組分對回南天漆膜淚痕的影響

(1)乳液

乳液是乳膠漆里最重要的成分，所以首先探索采用不同廠家、不同型號乳液的內(nèi)墻乳膠漆回南天淚痕的嚴重程度，根據(jù)測試結(jié)果對淚痕析出程度進行評分，同時也記錄淚痕析出物的顏色，見表 2。由于乳液的性能和其最低成膜溫度（MMFT）息息相關(guān)，所以將其與淚痕嚴重程度進行了相關(guān)性分析。此外，有些內(nèi)墻乳膠漆乳液會通過引入特殊功能基團使其具有去除甲醛功能，因此對此類乳液進行了單獨分組考察。由表 2 可知，相比于普通丙烯酸乳液析出物為透明或微色，除甲醛功能丙烯酸乳液析出物均為黃色油狀物，且 MMFT 越低淚痕越嚴重。然而，對于普通丙烯酸乳液，淚痕嚴重程度與 MMFT 相關(guān)性不大，主要決定因素可能在于乳液合成過程中所用乳化劑的種類和含量。

（2）防凍劑

防凍劑是乳膠漆中必不可少的重要成分之一，它能夠提高乳膠漆的低溫貯存穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)漆膜的干燥速度 。內(nèi)墻乳膠漆常用防凍劑的主要成分除了常用的乙二醇和1,2-丙二醇等有機小分子外，出于環(huán)保性考慮也經(jīng)常會使用含聚乙二醇結(jié)構(gòu)和含三苯乙烯基苯酚結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。表 3 詳細描述了采用不同種類防凍劑對內(nèi)墻乳膠漆回南天淚痕的嚴重程度。由表 3 可知，乙二醇和 1,2-丙二醇等有機小分子類防凍劑的淚痕最輕，含三苯乙烯基苯酚結(jié)構(gòu)的高分子聚合物類防凍劑（乙氧基三苯乙烯基苯酚、三苯乙烯基苯酚-聚乙二醇-磷酸酯）次之，而含聚乙二醇結(jié)構(gòu)的高分子聚合物類防凍劑（聚乙二醇、聚氧乙烯甘油醚）最嚴重。

（3）成膜助劑

成膜助劑同樣也是乳膠漆不可或缺的重要助劑之一，它能夠有效降低乳膠漆的最低成膜溫度和改善漆膜性能 。內(nèi)墻乳膠漆常用成膜助劑的主要成分可分為“醇酯類”和“羧酸二丁酯類”兩種。根據(jù)表 4中顯示的采用不同種類成膜助劑對內(nèi)墻乳膠漆回南天淚痕的程度可知：①相比于乳液和防凍劑，成膜助劑對淚痕的影響的評分低得多，說明成膜助劑對內(nèi)墻乳膠漆回南天淚痕影響程度較輕；②在兩類成膜助劑中，采用醇酯類成膜助劑的內(nèi)墻乳膠漆基本沒有淚痕，而采用羧酸二丁酯類成膜助劑的內(nèi)墻乳膠漆只有輕微的淚痕。

（4）潤濕劑

潤濕劑在乳膠漆中能夠有效促進水對顏填料表面的潤濕過程以及改善乳膠漆在基材表面的潤濕效果。親水親油平衡值（HLB）和表面張力是潤濕劑的重要性能，所以將它們與淚痕嚴重程度進行了相關(guān)性分析。由表 5 可知，采用不同種類潤濕劑內(nèi)墻乳膠漆的回南天淚痕嚴重程度與HLB不具有相關(guān)性，而和表面張力呈現(xiàn)出一定的負相關(guān)性。

（5）分散劑

分散劑在乳膠漆中能夠吸附在顏填料表面起到分散和穩(wěn)定的作用 。在內(nèi)墻乳膠漆中使用的分散劑以聚丙烯酸鹽為主，根據(jù)陽離子種類有“鈉鹽”和“銨鹽”兩種。此外，聚丙烯酸鹽也可以進行烷基化疏水改性，所以根據(jù)是否進行疏水改性可分為“疏水改性類”和“未疏水改性類”兩種。表6給出了采用不同種類分散劑內(nèi)墻乳膠漆的回南天淚痕嚴重程度，分析可知：①相比于未疏水改性類分散劑，疏水改性類分散劑的淚痕程度則輕很多；②聚丙烯酸鈉鹽和聚丙烯酸銨鹽兩種分散劑的淚痕程度無明顯區(qū)別。

（6）顏填料

顏填料在乳膠漆中起到提供遮蓋、色彩和骨架的作用。在乳膠漆配方設(shè)計中吸油量是顏填料重點關(guān)注的指標之一，因為它與配方的顏料體積濃度（PVC）息息相關(guān)。由表 7 可知，采用不同種類顏填料（粉料）內(nèi)墻乳膠漆的回南天淚痕嚴重程度與顏填料吸油量呈現(xiàn)出一定的負相關(guān)性，即顏填料的吸油量越高，則淚痕程度越輕。

3.2 乳膠漆配方屬性對回南天漆膜淚痕的影響

PVC 是乳膠漆配方中的一個重要參數(shù)，它主要與干膜中樹脂聚合物體積和顏填料體積相關(guān) 。一般來說乳液含量越高、顏填料含量越低，PVC越低；乳液含量越低、顏填料含量越高，PVC 越高。通過改變配方中丙烯酸乳液的含量來研究不同 PVC 下內(nèi)墻乳膠漆的淚痕嚴重程度，結(jié)果如圖 4 所示。由圖 4 可知（1）隨著配方 PVC 的減少增加，乳液含量增加，淚痕嚴重程度先降低后升高，乳液含量在 16%~20%范圍內(nèi)回南天淚痕最輕。內(nèi)墻乳膠漆回南天淚痕嚴重程度顯示出這種變化趨勢的原因可能是在過高PVC時，乳液含量過低，漆膜孔斜率變高，漆膜內(nèi)引起淚痕的成分更容易遷移析出，導(dǎo)致淚痕變嚴重；而在過低PVC 時，乳液含量過高，乳膠漆中乳化劑含量也相應(yīng)變高，同樣也會導(dǎo)致淚痕變嚴重 。

圖4 添加不同含量丙烯酸乳液對內(nèi)墻乳膠漆淚痕嚴重程度的影響

 3.3 乳膠漆制造工藝對回南天漆膜淚痕的影響

在制造乳膠漆時各種物料的添加順序同樣會對其性能產(chǎn)生一定的影響，因此對配方中聚丙烯酸鈉鹽分散劑采用兩種工藝進行添加。在工藝一中采用將1%聚丙烯酸鈉鹽分散劑全部在研磨階段加入的方式；在工藝二中采用先在研磨階段加入一半 0.5%聚丙烯酸鈉鹽分散劑，在調(diào)漆階段再加入余下另一半0.5%的方式。

對兩種制造工藝得到的內(nèi)墻乳膠漆進行回南天淚痕嚴重程度測試后發(fā)現(xiàn)，工藝一乳膠漆的淚痕評分為1分，而工藝二乳膠漆的淚痕評分則高至6分，由此說明相比于分散劑全部在研磨階段添加，分散劑在研磨和調(diào)漆兩個階段分開添加會顯著加重淚痕的出現(xiàn)。這種現(xiàn)象可能和顏填料對分散劑的吸附錨定作用有關(guān)，即在調(diào)漆階段添加的分散劑難于吸附錨定在顏填料上，導(dǎo)致漆膜內(nèi)引起淚痕的成分更容易遷移析出，從而淚痕變嚴重。

3.4 乳膠漆配套體系對回南天漆膜淚痕的影響

內(nèi)墻乳膠漆常見的配套體系有底漆和面漆，因此主要探索配套不同底漆和面漆對其回南天淚痕弊病的影響程度。

（1）底漆

底漆在內(nèi)墻乳膠漆涂層配套體系中所起的作用有封閉與加固基材、抗泛堿以及增強對基材的附著力等。表 8 顯示了是否配套以及配套不同底漆對內(nèi)墻乳膠漆淚痕弊病嚴重程度的影響，由此可知：

①相比于不配套底漆，配套了底漆會加重內(nèi)墻乳膠漆淚痕弊病；

②對于配套的不同類型底漆，執(zhí)行JG/T 210—2018 標 準 的 成 膜 型 底 漆 的 淚 痕 最 重 ，執(zhí)行 GB/T9756—2018 標準的成膜型底漆的淚痕次之，而執(zhí)行JG/T 210—2018 標準的滲透型底漆的最輕。該現(xiàn)象的原因可能是由于底漆位于基材和內(nèi)墻乳膠漆之間，而底漆對基材具有很好的封閉作用。這種封閉作用阻礙了基材對內(nèi)墻乳膠漆析出的淚痕的吸收，導(dǎo)致淚痕浮現(xiàn)到漆膜表面，并且配套底漆的成膜性能越好，這種封閉作用就會越好，導(dǎo)致淚痕就會越嚴重。

（2）面漆

面漆在內(nèi)墻乳膠漆涂層配套體系中所起的作用是輔助提升涂層的保護性。表 9 顯示了是否配套面漆對內(nèi)墻乳膠漆淚痕嚴重程度的影響，發(fā)現(xiàn)相比于不配套面漆，配套了面漆能夠顯著減輕內(nèi)墻乳膠漆淚痕弊病，原因可能是面漆施工于內(nèi)墻乳膠漆上層，這物理阻隔作用能夠顯著抑制內(nèi)墻乳膠漆淚痕的滲出，所以我們觀察到淚痕的顯著減少。

4 結(jié)語

內(nèi)墻乳膠漆在回南天出現(xiàn)的淚痕影響因素涉及到配方設(shè)計、制造工藝和施工配套等方方面面，是一個非常復(fù)雜的問題。根據(jù)對內(nèi)墻乳膠漆回南天漆膜淚痕弊病影響因素和機理的探索，從配方組成、配方屬性、制造工藝和乳膠漆配套體系 4 個方面提出以下改善回南天淚痕的方法。

（1）配方組成

產(chǎn)生回南天淚痕的主要原材料是配方中的乳液和防凍劑，其次是潤濕劑、分散劑和成膜助劑。因此，在內(nèi)墻乳膠漆配方設(shè)計時要于避開使用淚痕嚴重的乳液和防凍劑。另外，顏填料（粉料）的加入能夠減弱乳液和助劑引起的淚痕，且顏填料（粉料）的吸油量越高效果越好。因此，在內(nèi)墻乳膠漆配方設(shè)計時盡可能選用效果較好的顏填料（粉料）。

（2）配方屬性

隨著 PVC 的減少，乳液含量增加，淚痕嚴重程度先降低后升高，在乳液含量為 16%~20%范圍時，回南天淚痕最輕。因此如果要設(shè)計一款低回南天淚痕弊病的內(nèi)墻乳膠漆，其乳液含量盡量控制在16%~20%。

（3）制造工藝

相比于在調(diào)漆階段添加，分散劑在研磨階段添加能顯著減弱淚痕的出現(xiàn)。因此，在設(shè)計內(nèi)墻乳膠漆制造工藝時，盡量避免后添加（補加）分散劑的情況。

（4）乳膠漆配套體系

配套底漆會加重漆膜淚痕的產(chǎn)生，特別是對于成膜型底漆，成膜性和封閉性越好，淚痕越嚴重。因此，在選擇內(nèi)墻乳膠漆配套底漆時盡量避開成膜性和封閉性過高的底漆，在條件允許下也可以不配套底漆或者選擇滲透型底漆。另外，配套面漆能有效抑制乳膠漆漆膜淚痕的產(chǎn)生，因此內(nèi)墻乳膠漆上再涂刷一層面漆清漆是解決回南天淚痕非常好的辦法。

作者：林廷睿，彭超凡

（福建省建筑涂料企業(yè)重點實驗室, 三棵樹涂料股份有限公司，福建莆田351100）